基于AT89C51單片機溫度報警系統(tǒng)設計及制作

1、一、摘要我們介紹的是一種基于單片機控制的數(shù)字溫度報警，本溫度系統(tǒng)具有多功能性，即可以當數(shù)字溫度計使用，顯示當前環(huán)境溫度，又可以作為報警器使用，設置報警溫度，當溫度不在設置范圍內(nèi)時，可以報警，并采取措施使溫度下降。 該溫度報警系統(tǒng)控制器使用單片機AT89C51，測溫傳感器使DS18B20，用2位共陽極LED數(shù)碼管,實現(xiàn)溫度顯示,能準確達到以上要求。 二、設計方案1、方案一由于本設計是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫

2、電路比較麻煩。2、 方案二 進而考慮到用溫度傳感器，在單片機電路設計中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設計要求。從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設計也比較簡單，故采用了方案二。溫度報警系統(tǒng)電路設計總體設計方框圖如圖1所示 主 控 制 器單片機復位時鐘振蕩報警點按鍵調(diào)整 LED顯示溫 度 傳 感器 器蜂鳴器報警小風扇轉(zhuǎn)動圖1總體設計方框圖三、模塊功能分析1、單片機主板電路單片機AT89C51具有低電壓供電和體積小等特點，該模塊包括中央處理CPU -AT89

3、C51、時鐘電路及復位電路； 圖2復位電路 圖3 時鐘電路2、DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20是采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。該電路完成了信號的采集、轉(zhuǎn)換和傳輸。圖43、上下限報警調(diào)整電路 分別調(diào)整溫度的上下限報警設置，有“+“、”“-”、“確定”等鍵圖5上下限報警調(diào)整電路4、溫度顯示電路顯示當前測得的溫度，數(shù)碼管采用74LS24

4、7驅(qū)動圖6溫度顯示電路5、報警電路 當環(huán)境溫度超過設定溫度時，蜂鳴器鳴叫，紅燈點亮，發(fā)生報警；當人員發(fā)現(xiàn)警報時，可按圖8中的按鈕，暫時中斷蜂鳴器的鳴叫。 圖7 蜂鳴器、亮燈報警電路 圖8 中斷電路6、控制電路 該電路的作用是：當測量溫度超過設定溫度時，小風扇以下轉(zhuǎn)動，加快儀器散熱，使溫度保持在設定溫度以下。圖9控制電路四、整體構造及功能整體電路圖如下：圖10整體電路圖實現(xiàn)的總體功能：l 實現(xiàn)對環(huán)境溫度的測量和顯示l 能通過按鍵設置報警溫度l 溫度超過設置值時，產(chǎn)生光聲報警l 報警同時系統(tǒng)自帶小風扇轉(zhuǎn)動以降低溫度主程序主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度

5、值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見下圖所示NY開始達到上限？DS18B20初始化初始化DS18B20存在嗎？對DS18B20寫指令讀DS18B20轉(zhuǎn)換溫度小風扇轉(zhuǎn)動顯示溫度NY報警附錄：源程序/*/*溫度報警器*/*/#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define Tube P0/數(shù)碼管端口#define Key P1/鍵盤端口sbit DQ = P14;/溫度傳感器DS18B20數(shù)據(jù)傳輸端sbit BUZZER = P15;/蜂鳴器端

6、口sbit RUN = P16;/運行指示燈端口sbit SET = P17;/設置指示燈端口sbit Feng = P33;/風扇端口bit Status;/設置狀態(tài)標志位bit Warning;/警報標志位bit Int;/外部中斷標志位uchar OP1L;/原P1端低4位狀態(tài)uchar NP1L;/現(xiàn)P1端低4位狀態(tài)uchar FinT;/最終測得溫度uchar LimT;/警報溫度下限uchar Count;/定時器計數(shù)/*/#include"Delay.h"#include"Display.h"#include"Initialize

7、.h"#include"Error.h"#include"KeyScan.h"#include"Measure.h"#include"Interrupt.h"/*/*主程序*/*/void main()Initialize();/初始化do/開機自檢，跳過默認初始的85Measure();while( FinT = 0X55 );while(1)KeyScan();/鍵盤掃描Measure();/獲取測量溫度 Display();/顯示/*/*初始化*/*/void Initialize()Status

8、= 0;/初始化設置狀態(tài)標志位Warning = 0;/初始化警報標志位BUZZER = 1;/初始化蜂鳴器狀態(tài)RUN = 0;/初始化運行指示燈SET = 1;/初始化設置指示燈Feng = 1;/初始化風扇端口OP1L = 0X00;/初始化原P1低4位NP1L = 0X00;/初始化新P1低4位LimT = 0X1B;/初始化警報溫度下限為27Count = 0X00;/初始化定時器計數(shù)單元EA = 1;/開總中斷EX0 = 1;/開外部中斷0中斷允許IT0 = 1;/設置外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式/*/*溫度測量*/*/void InitDS18B20(); /初始化DS18B20voi

9、d WriteDS18B20( uchar ch );/寫DS18B20數(shù)據(jù)uchar ReadDS18B20();/讀DS18B20數(shù)據(jù) void Measure() uchar TemH;/保存?zhèn)鞲衅靼l(fā)送數(shù)據(jù)高8位uchar TemL;/保存?zhèn)鞲衅靼l(fā)送數(shù)據(jù)低8位 InitDS18B20(); WriteDS18B20( 0XCC );/跳過ROM _nop_();InitDS18B20(); WriteDS18B20( 0XCC );/跳過ROM_nop_(); WriteDS18B20( 0X44 );/發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令 Delay1ms( 25 ); Delay1ms( 25 ); D

10、elay1ms( 25 ); Delay1ms( 25 );/等待1s轉(zhuǎn)換 InitDS18B20(); WriteDS18B20( 0XCC );/跳過ROM WriteDS18B20( 0XBE );/發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令 TemL = ReadDS18B20(); /讀低位溫度值 TemH = ReadDS18B20(); /讀高位溫度值 Delay1ms( 2 ); TemH = ( TemH<<4 )|( TemL>>4 );/保留溫度值整數(shù)部分FinT = TemH; if( FinT > LimT )/判斷是否警報Warning = 1;elseWarn

11、ing = 0; uchar ReadDS18B20()/讀DS18B20數(shù)據(jù) uchar ch; uchar q ; for( q=0; q<8; q+ ) ch = ch >> 1; DQ = 0; _nop_(); DQ = 1; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); if( DQ = 1 )ch = ch | 0X80; elsech = ch & 0X7f;Delay15us( 3 ); DQ = 1; return( ch );void WriteDS18B20( uchar ch )/寫DS18B20數(shù)據(jù) uchar i; f

12、or( i=0; i<8; i+ ) DQ=0; Delay15us( 1 ); DQ = ch & 0X01; Delay15us( 3 ); DQ = 1; ch = ch >> 1; _nop_(); void InitDS18B20()/初始化DS18B20 DQ = 0; Delay15us( 33 );/至少延時480us DQ = 1; Delay15us( 10 );/至少延時100us /*/*顯示*/*/void Display() uchar T;if( Status = 1 )/判斷狀態(tài)T = LimT;elseT = FinT;T = T %

13、 10 + T / 10 * 16;/將2進制碼轉(zhuǎn)化為BCD碼 Tube = T;/數(shù)碼管顯示RUN = Warning;/運行指示燈顯示BUZZER = !Warning | Int;/蜂鳴器Feng = !Warning;/風扇SET = !Status;/設置指示燈顯示 Delay1ms( 20 ); /*/*鍵盤掃描*/*/void KeyScan()NP1L = Key;/讀取按鍵狀態(tài) NP1L = NP1L & 0X0F;NP1L = NP1L 0X0F;if( NP1L != OP1L )switch(NP1L)/判斷按鍵case 0X01:/按鍵為“設置”Status

14、= 1;/進入設置狀態(tài)break;case 0X02:/按鍵為“+1”if( Status = 1)/判斷是否為設置狀態(tài)LimT+;/警報溫度下限+1LimT = LimT % 100;/超過99清零Delay1ms(255);elseError();break;case 0X04:/按鍵為“-1”if( Status = 1)/判斷是否為設置狀態(tài)LimT-;/警報溫度下限-1if( LimT < 0 )LimT = 0X63;/低于0變?yōu)?9Delay1ms(255);elseError();break;case 0X08:/按鍵為“確認”Status = 0;/返回測溫狀態(tài)break

15、;default:/多鍵按下Error();/出錯復位break;NP1L = 0X00;/重新初始化/*/*中斷服務*/*/void Int0( void ) interrupt 0 Int = 1;/外部中斷標志位置1EX0 = 0;/關外部中斷0中斷允許TMOD = 0X01;/設置定時器0工作在模式1TH0 = 0X3C;TL0 = 0XB0;/為T0賦初值，令其定時50msCount = 0X3C;/設置計數(shù)次數(shù) ET0 = 1;/開T0中斷允許TR0 = 1;/開T0中斷/*/void Timer0( void )interrupt 1if( Count = 0 )/判斷定時計數(shù)是

16、否結(jié)束ET0 = 0;/關T0中斷允許TR0 = 0;/關T0中斷Int = 0;/外部中斷標志位置0EX0 = 1;/開外部中斷0中斷允許elseTL0 = 0XB0;/重新賦T0初值TH0 = 0X3C;Count -;/定時計數(shù)減1/*/*延遲函數(shù)*/*/void Delay15us( uchar n )/延遲n*15us do _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); n-; while( n );void Delay1ms(