数字温度报警器

数字温度报警器引言单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度、湿度等非电信号。由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。我们尝试利用51单片机来处理温度测量的问题,并利用报警系统增加其功能。设计思路目前，在工业控制的很多领域，温度监控普遍是利用热敏电阻组成的测温电路，经过A／D与D／A转换后实现测温，但是由于热敏电阻的不稳定性，导致测温易受外界干扰、且精度不高。由于单片机的接口信号是数字信号。要想用单片机获取温度这类非电信号的信息，温度传感器是一个不错的选择。设计单片机数字温度报警器需要考虑以下3个方面：1.温度传感器芯片的选择；2.单片机和温度传感器的接口电路；3.控制温度传感器实现温度信息采集以及数据传输。关于温度传感器的选取DS18B20数字温度传感器一个单总线器件，具有线路简单、体积小的特点。与传统的热敏电阻不同，DSI8B20可直接将被测温度转换为串行数字信号，供单片机处理。通过编程，DSI8B20可以实现9～l2位的温度读数。信息经过单线接口送人DS18B20，或从DS18B20送出，因此，从单片机到DSI8B20仅需连接一条信号线和地线。因此用他组成一个测温系统，具有线路简单，十分方便。DS18B20特性、内部结构及引脚分布DS18B20测温范围在-55～+125℃；转换精度9～12位进制数，可编程确定转换的位数；测温分辨率为9位精度为0.5℃，12位精度为0.0625℃；转换时间：9位精度为93.75ms、10位精度为187.5ms、12位精度为750ms；内部有温度上、下限告警设置。内部结构主要包括温度传感器、64位激光ROM单线单口、存放中间数据的高速暂存器、用于存储用户设定的温度上下限值、触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器等。DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装，管脚排列如图所示。图中GND为地，DQ为数据输入/输出端（即单线总线），该脚为漏极开路输出，常态下呈高电平，Vcc是外部+5V电源端，不用时应接地，NC为空脚。关于单片机的选取AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S52具有如下特点：40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。主要功能特性主要功能特性：·兼容MCS-51指令系统·8k可反复擦写(1000次）ISPFlashROM·32个双向I/O口·4.5-5.5V工作电压·3个16位可编程定时/计数器·时钟频率0-33MHz·全双工UART串行中断口线·256x8bit内部RAM·2个外部中断源·低功耗空闲和省电模式·中断唤醒省电模式·3级加密位·看门狗（WDT）电路·软件设置空闲和省电功能·灵活的ISP字节和分页编程·双数据寄存器指针关于系统硬件设计按照功能要求，系统主要由主控制器，测温电路，报警部分，电源部分及显示电路所组成..主控制器采用了AT89S52来实现，显示部分采用了4位1体数码管，报警部分则采用三极管+蜂鸣器的简单组合。方案采用AT89S52单片机作为控制器，完成所有的控制功能，包括：温度传感器DS18B20的初始化和读去温度值LED显示模块驱动按键识别和控制温度存储及读去超出温度范围报警DS18B20电路连接由于DS18B20工作在单总线方式，其硬件接口非常简单，仅需利用系统的一条I/O线与DS18B20的数据总线相连即可，如图显示模块设计采用4位一体数码管，温度值精确到小数点后一位，最后一位显示C表示温度单位。该元件引脚如下图：原理图关于系统软件设计基于DS18B20数字温度传感器的软件设计采用C51编写程序，主要完成DS18B20的测量温度值计算及温度值的显示功能。其采用模块化设计，程序设计包括系统初始化、复位程序、读取温度程序、温度转换程序、数码管显示程序和延时程序，其总体流程图如图所示功能介绍本数字温度报警器是基于51单片机及温度传感器来设计的，主要实现：实时温度测量及显示，温度范围上下限设定，超出温度范围报警等功能。温度测量范围0~99.9摄氏度，精度为0.1摄氏度。可设置上限报警温度、下限报警温度（即高于上限值或者低于下限值时报警灯闪烁），默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃。报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值，最高下限报警值等于当前上限报警值。将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能。材料部分1、万能板1片2、STC89C52单片机1片3、40PIC座1只4、四位一体数码管1只5、按键4只6、发光二极管7、DS18B20温度传感器1只8、电阻4.7K4只9、排阻4.7K1只10、DC座1只11、开关1只12、USB电源线1条13、导线若干