温度报警器设计

I温度报警器设计学院专业电子信息工程班级学籍号姓名指导教师0000年00月00日II目录目录............................................................................................................................II第1章绪论.............................................................................................................31.1温度报警器概述..........................................................................................31.2温度报警器发展前景..................................................................................31.3本设计任务.................................................................................................4第2章总体方案论证与设计..................................................................................52.1方案论述.....................................................................................................52.2总体硬件组成框图......................................................................................5第3章系统硬件设计.............................................................................................63.1单片机.........................................................................................................63.2温度采集电路.............................................................................................63.2.1PT100温度传感器.............................................................................63.2.2测温电路...........................................................................................73.3A/D转换电路..............................................................................................73.3.1ADC0801介绍...................................................................................73.3.2A/D转换电路工作原理.....................................................................83.4温度显示电路.............................................................................................8第4章系统软件设计.............................................................................................94.1软件设计思路.............................................................................................94.2主程序设计.................................................................................................9第5章系统调试与测试结果分析.........................................................................105.1使用的仪器仪表........................................................................................105.2系统调试...................................................................................................105.2.1硬件调试.........................................................................................105.2.2软件调试.........................................................................................105.2.3硬件软件联调..................................................................................105.3测试结果...................................................................................................10附录1系统电路图................................................................................................12附录2元器件清单................................................................................................13附录3程序清单....................................................................................................143第1章绪论温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度报警器广泛应用于工农业生产以及日常生活中：环境温度检测，机房温度监测及报警，蔬菜大棚、花窖、鱼塘水温监测，工厂用的烘箱、电炉，汽车低温报警（提示司机路面结冰），实验室，冷库、仓库温度监测及报警等等，其研究具有一定的学术价值和广泛的市场前景。1.1温度报警器概述现代社会是信息化的社会，随着安全化程度的日益提高，机房作为现代化的枢纽，其安全工作已成为重中之重，机房内一旦发生故障，将导致整个系统的瘫痪，造成巨大的损失和社会影响。造成高温火灾有：电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾；静电产生高温或火灾；雷电等强电侵入导致高温或火灾；最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间通电工作，导致设备老化，空调发生故障，而不能降温；因此机房内所属的电子产品发热快，在短时间内机房温度升高超出设备正常温度，导致系统瘫痪或产生火灾，这时超温报警系统就发挥应有的功能。本文介绍的是采用热敏电阻作为敏感元件的温度报警器，当由金属探头所接触的温度通过传感器到开关，如果温度超过预定值，此时的开关即开启，连接报警器发出报警声，此时的发声的报警装置可以通过改变一些元器件的接法而发出不同的声音。为了增加实用效果,特添加由共阳极双色发光管组成的指示电路.电路不报警时为绿灯,反则报警时为红绿交替。1.2温度报警器发展前景目前我国人民生活水平有所提高，一些电器产品正深入到千家万户，据统计，我国目前有约13亿人口，几乎每个家庭都用过象热得快之类的烧水工具。随之而来的便是由于使用不当或在使用的同时却忘了而发生的事故。如果将本系统用于实际，可以有效遏制该类事故发生。因此，如果实际的产品一旦投放市场，必将有很大的市场空间和广阔的发展前景。本产品在把一些连线以不同的方式连接时，可以发出不同的报警声。4本产品克服了现在流行的报警器的缺点，成本低，具有更大的实用性、新颖性。主要创新点及应用前景如下：高灵敏度，高稳定性，报警及时。本系统能具有高灵敏度和高稳定性，得益于系统有很好的传感器。但是它仍然有一定的缺陷，自身有很大的局限性。如果能够把更好的传感器应用到该产品中，该产品会有更广阔的发展前景。1.3本设计任务本文介绍的温度报警器以AT89S52单片机为控制核心，再配合热敏电阻PT100温度检测电路、AD0801转换器、单刀单掷继电器、报警电路、复位电路以及2个LED数码管来实现对环境温度的实时监测，并能在预设的温度范围内用LED显示，同时在超过预设范围时产生报警信号。本文分析了温度传感器的工作原理，系统硬件电路以及软件部分的设计。5第2章总体方案论证与设计本文介绍的温度报警器以AT89S52单片机为控制核心，再配合热敏电阻PT100温度检测电路、AD0801转换器、单刀单掷继电器、报警电路、复位电路以及2个LED数码管来实现对环境温度的实时监测,并能在预设的温度范围内用LED显示，同时在超过预设范围时产生报警信号。该系统软件采用C语言实现，方便移植且开发简单。本温度报警器功能实用、成本低廉、操作方便、有一定的实用价值。2.1方案论述方案一：通过PT100热敏电阻对温度进行采集，随着温度的变化，PT100的阻值也会随着变化，则通过自制的桥式测温电路的分压也会发生变化，由于变化的分压不是很大，所以采取UA741CN放大器将变化的电压进行放大，放大到AD0801模数转换器能够处理的范围之内。经模数转换后的温度信号传入到AT89S52单片机，再由单片机控制继电器、蜂鸣器和数码管来实现温度控制、报警、显示的功能。当温度在18度至70度之间时，系统正确显示温度，当温度超出这个范围时系统在显示温度的同时发出警报声。方案二：主电路由NTC测温电阻，可调温度电位器，低频振荡器和音频振荡器四部分组成，工作原理如下：由电位器设定好温度值,当温度升高时，测温电阻NTC的电阻值降低，达到CD4011输入高电平阀值，导致低频振荡器工作，调制音频振荡器，通过三极管放大，由报警装置发出报警声。通过对比，从适用前景和市场经济效益分析来看,选择第一种方案比较合理。2.2总体硬件组成框图系统原理图见图2-1所示：图2-1温度报警器系统温度检测AD0801模数转换器AT89S52单片机LED显示蜂鸣器继电器6第3章系统硬件设计为使该模块化LED显示屏控制系统具有更加方便和灵活性，我们对系统的硬件做了精心设计