基于单片机的温度检测报警装置..

I摘要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文主要介绍了一个基于89C52单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。关键词：温度测量；DS18B20；AT89C52II目录引言...........................................................................................................................................11.设计背景.................................................................................................................................31.1课题背景.......................................................................................................................31.2设计内容.......................................................................................................................32.数字温度计系统简介.............................................................................................................42.1方案选择.......................................................................................................................42.2系统设计原理...............................................................................................................42.3系统组成.......................................................................................................................53.系统硬件设计..........................................................................................错误!未定义书签。3.1主控制器选择................................................................................错误!未定义书签。3.2显示电路........................................................................................错误!未定义书签。3.3温度传感器简介............................................................................错误!未定义书签。3.4DS18B20温度传感器与单片机的接口电路...............................错误!未定义书签。3.5报警电路3.6时钟电路与复位电路....................................................................错误!未定义书签。3.7系统总体电路图............................................................................错误!未定义书签。4.软件设计简介..........................................................................................错误!未定义书签。4.1C语言简介....................................................................................错误!未定义书签。4.2程序设计........................................................................................错误!未定义书签。5.电路仿真................................................................................................错误!未定义书签。5.1Proteus软件介绍............................................................................错误!未定义书签。5.2数字温度计Ptoteus仿真..............................................................错误!未定义书签。6.总结........................................................................................................错误!未定义书签。参考文献..................................................................................................................................21附录：源程序代码..................................................................................................................223引言1.设计背景1.1课题背景本次设计可以应用到许多我们用过的软件设计，将前面所学的知识融汇在一起实现温度监测及其报警的功能，来提醒农民当前大棚内温度是否适合农作物的生长。电子技术是在十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，在二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。随着电子技术的飞速发展，电子技术在日常生活中得到了广泛的应用，各类转换电路的不断推出以及电子产品的快速更新，电子技术已成为世界发展和人们生活中必不可少的工具。本次课设应用Protues软件设计一个温度检测报警系统，用温度传感器DS18B20采集大棚内的温度，当大棚内的温度高于30℃。或低于15℃。时，电路发出报警信号并显示当前温度，达到提醒农民的效果。本次课设要求设计一个温度监测报警显示电路，要求温度范围：0℃--99℃；测量误差为±2℃；报警下限温度为：15℃；报警上限温度为：30℃。1.2设计内容本设计主要是介绍了单片机控制下的温度检测系统，详细介绍了其硬件和软件设计，并对其各功能模块做了详细介绍，其主要功能和指标如下：(1)利用温度传感器（DS18B20）测量某一点环境温度;(2)测量范围为0℃～＋99℃，精度为±0.5℃;(3)用LED进行实际温度值显示。42数字温度计系统简介2.1方案选择方案一：基于AT89C52单片机通过读取温度传感器DS18B20测量温度后存储的数据，之后送去数码管显示。此方案DS18B20测量温度范围为0℃～+99℃，但由于本系统中DS18B20是用于测量水的实时温度，仅需范围为0~100℃，所以该系统可以采取这种方式,这种方案接线简单易行。方案二：采用51系列单片机作为整机的控制单元将0-5V模拟电压信号通过AD0808模数转换成模拟温度值0-255℃，然后通过数码管显示其温度值。这种方式采用了AD0808模数转换装置，提高了测温范围，但是相比方案一来说，成本有所提高。本设计采用第一种方案。直接用AT89C52单片机通过读取温度传感器DS18B20,此种方案简单易行，大大降低了装置的成本。2.2系统设计原理1.单片机最小系统的设计单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本次课程设计中选用AT89C52式单片机，其最小系统主要由电复位、振荡电路组成。。2.温度采集电路的设计温度采集电路部分，采用数字温度传感器DS18B20进行温度采集。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3个引脚；温度侧量范围为-55℃—+125℃，测量精度为0.5℃；被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；CPU只需用一个端口线就可以与DS18B20通信。3.LED显示报警电路的设计LED数码管与单片机的P0口相连，单片机将采集到的温度值转化为与数码管对应的数据，通过P0口输出显示。即信号通过译码管的端口a、b、c、d、e、f、g、dp端来控制每段译码管的亮灭与否，同时通过端口1、2、3、4四个端口来控制四个译码管。在本次设计中，用集成芯片74HC245驱动数码管。同时当采集到的温度值超过所设置的范围时，单片机会输出一信号，通过三极管放大后驱动蜂鸣器发出报警信号。LED数码管报警电路5AT89C52单片机数字温度传感器报警系统译码显示电路2.3系统组成3.系统硬件设计3.1主控制器选择单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。AT89C52单片机使用12MHZ的晶振最为振荡源，由于单片机内部有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容一般在15pF至50pF之间。外部晶振结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口