基于單片機溫度控制報警系統(tǒng)設計

1、通信 工程課 程設計題 目基于單片機溫度控制報警系統(tǒng)設計學生姓名賈雄 學號 1113024006所在院（系）陜西理工學院物理與電信工程學院專業(yè)班級通信工程專業(yè)110 1 班指導教師候 寶 牛完成地點陜西理工學院物理與電信工程學院實驗室2014年11 月19 日摘要 31引言 31.1 課題背景 31.2 研究內(nèi)容和意義 52芯片介紹 52.1 DS18B20 概述 62.1.1 DS18B20封裝形式及引腳功能 62.1.2 DS18B20 內(nèi)部結構 62.1.3 DS18B20 供電方式 82.1.4 DS18B20的測溫原理 92.1.5 DS18B20 的 ROMMt令 112.2 AT

2、89C52 概述 122.2.1 單片機 AT89C52/HS 122.2.2 功能特性概述 123系統(tǒng)硬件設計 133.1 單片機最小系統(tǒng)的設計 133.2 溫度采集電路的設計 143.3 LED顯示報警電路的設計 154總結 15致謝 16參考文獻 17附錄A總電路圖 18附錄B原器件清單 18附錄C溫度報警器部分程序 19隨著時代的進步和發(fā)展，溫度的測試已經(jīng)影響到我們的生活、工作、科研、 各個領域，已經(jīng)成為了一種非常重要的事情，因此設計一個溫度測試的系統(tǒng)勢在 必行。本文主要介紹了一個基于 AT89C52I片機的數(shù)字溫度報警器系統(tǒng)。 詳細描述 了利用數(shù)字溫度傳感器DS18B2CW發(fā)測溫系統(tǒng)

3、的過程，重點對傳感器在單片機下 的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進行了詳盡分析， 對各部分的電路也 一一進行了介紹，該系統(tǒng)可以方便的實現(xiàn)溫度的采集和報警， 并可以根據(jù)需要任 意上下限報警溫度，它使用起來相當方便，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體 積小、功耗低等優(yōu)點，適合于我們?nèi)粘Ｉ詈凸?、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量，也可 以當做溫度處理模塊潛入其他系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴展。DS18B20fAT89C52吉合實現(xiàn)最簡溫度報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)結構簡單，抗干擾能力強，適合于 惡劣環(huán)境下進行現(xiàn)場溫度測量，有廣泛的應用前景。關鍵詞：單片機；溫度檢測； AT89C52;DS18B20;1引言1.1 課

4、題背景溫度是工業(yè)對象中主要的被控參數(shù)之一，如冶金、機械、食品、化工各類工 業(yè)生產(chǎn)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等，對工件的溫度處理要 求嚴格控制。隨著科學技術的發(fā)展，要求溫度測量的范圍向深度和廣度發(fā)展，以滿足工業(yè)生產(chǎn)和科學技術的要求?；贏T89C51單片機提高了系統(tǒng)的可移植性、擴展性，利于現(xiàn)代測控、自動 化、電氣技術等專業(yè)實訓要求。以單片機為核心設計的溫度報警器，具有安全可 靠、操作簡單方便、智能控制等優(yōu)點。溫度對于工業(yè)生產(chǎn)如此重要，由此推進了溫度傳感器的發(fā)展。溫度傳感器主 要經(jīng)過了三個發(fā)展階段1:(1)模擬集成溫度傳感器。該傳感器是采用硅半導體集成工藝制成，因此 亦稱硅傳感器或

5、單片集成溫度傳感器。此種傳感器具有功能單一(僅測量溫度)、10測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等特點，適合 遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單。它是目前在國內(nèi)外 應用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有 AD590 AD592 TMP17 LM135等;（2）模擬集成溫度控制器。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關、可編 程溫度控制器，典型產(chǎn)品有LM56 AD2210用口 MAX6509某些增強型集成溫度控 制器（例如TC652/653）中還包含了 A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度 傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng)，工作時并不受微處理器的控

6、制，這是二 者的主要區(qū)別；（3）智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）0智能溫度傳感器是在20世 紀90年代中期問世的，其內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器 （CPU）、 隨機存取存儲器（RAM）f口只讀存儲器（ROM）智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度 數(shù)據(jù)及相關的溫度控制量，適配各種微控制器 （MCU）;并且它是在硬件的基礎上 通過軟件來實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平?，F(xiàn)代信息技術的三大基礎是信息采集2 （即傳感器技術）、信息傳輸（通信 技術）和信息處理（計算機技術）。傳感器屬于信息技術的前沿尖端

7、產(chǎn)品，尤其 是溫度傳感器被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究和生活等領域，數(shù)量高居各種傳 感器之首。數(shù)字溫度傳感器可以直接將被檢測的溫度信息以數(shù)字化形式輸出，與傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器相比，具有測量精度高、功耗低、穩(wěn)定性好、外圍接口 電路簡單特點。而單片機微處理器越來越豐富的外圍功能模塊，更加方便了數(shù)字式溫度傳感器輸出信號的處理。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)化器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央處理器（ CPU、隨機 存取存儲器（RAM和只讀存儲器（ROMIo并且它是在硬件的基礎上通過軟件來 實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。進入

8、21世紀后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛 擬傳感器和網(wǎng)絡傳感器、研制單片機測溫系統(tǒng)等的方向發(fā)展。 數(shù)字化溫度傳感器 可以直接將溫度量以數(shù)字脈沖信號形式輸出，具有測量精度高、抗干擾能力強、 傳輸距離遠、外圍接口電路簡單等諸多優(yōu)點。同時數(shù)字溫度傳感器還可直接與微 處理器進行接口，大大方便了傳感器輸出信號的處理 .數(shù)字單總線溫度傳感器是 目前最新的測溫器件，它集溫度測量，A/D轉(zhuǎn)換于一體，具有單總線結構，數(shù)字 量輸出，直接與微機接口等優(yōu)點。1.2 研究內(nèi)容和意義本溫度報警器以AT89C51單片機為控制核心，由一數(shù)字溫度傳感器DS18B20 測量被控溫度，結

9、合7段LED以及驅(qū)動LED的74LS245組合而成。當被測量值超 出預設范圍則發(fā)出警報，且精度高，適用于大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)以及教育教學領域。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，它是與人類的生活、工作關系最密切的物理 量，也是各門學科與工程研究設計中經(jīng)常遇到和必須精確測量的物理量。從工業(yè)爐溫、環(huán)境氣溫到人體溫度；從空間、海洋到家用電器，各個技術領域都離不開 測溫和控溫。因此，研究溫度的測量和控制方法具有重要的意義。設計原理2芯片介紹2.1 DS18B20 概述DS18B2Q1 Dallas公司繼DS18B2而推出的一種改進型智能數(shù)字溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，只需一根線就能直接讀出被測溫度值，并可根據(jù)

10、實際需求來編程實現(xiàn)912位數(shù)字值的讀數(shù)方式3。2.1.1 DS18B20封裝形式及引腳功能PIN ASSIGNMENTDALLAS 18B201 2 3(BOTTOM VIEW)DQ 二NC匚NC 1=GND匚8 -7 6 5 18B20O 2 3 4二JV口口ZZ NC n nc n nc8-Pin pSOP(DS18B20U)圖2.1 DS18B20封裝形式和引腳功能如圖2.1所示，DS18B20勺外形如一只三極管，引腳名稱及作用如下：GND接地端。DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，與TTL電平兼容。VDD可接電源，也可接地。因為每只DS18B2CIB可以設置成兩種供電方式， 即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部

11、供電方式。 采用數(shù)據(jù)總線供電方式時 VDDR地，可以 節(jié)省一根傳輸線，但完成數(shù)據(jù)測量的時間較長；采用外部供電方式則VDDft+5V, 多用一根導線，但測量速度較快。2.1.2 DS18B20內(nèi)部結構圖 2.2 DS18B20內(nèi)部圖2.2中出示了 DS18B20的主要內(nèi)部部件，下面對 DS18B20內(nèi)部部分進行 簡單的描述4:(1)64位ROM 64位ROhM由廠家使用激光刻錄的一個 64位二進制ROM； 碼，是該芯片的標識號，如表 2.1所示：表2.1 64位RO晰識8位循環(huán)冗余檢驗48位序列號8位分類編號(10H)MSBLSBMSBLSBMSBLSB第1個8位表示產(chǎn)品分類編號，DS18B20

12、勺分類號為10H;接著為48位序列 號。它是一個大于281*1012的十進制編碼，作為該芯片的唯一標示代碼；最后 8位為前56位的CRC1環(huán)冗余校驗碼，由于每個芯片的 64位ROMR；碼不同，因 此在單總線上能夠并接多個DS18B2M行多點溫度實習檢驗。(2)溫度傳感器。溫度傳感器是 DS18B20勺核心部分，該功能部件可完成 對溫度的測量通過軟件編程可將-55125 c范圍內(nèi)的溫度值按 9位、10位、11 位、12位的分辨率進行量化，以上的分辨率都包括一個符號位，因此對應的溫 度量化值分別為0.5 C、0.25 C、0.125 C、0.0625 C ,即最高分辨率為 0.0625 C。 芯片

13、出廠時默認為12位的轉(zhuǎn)換精度。當接收到溫度轉(zhuǎn)換命令(44HD后，開始轉(zhuǎn) 換，轉(zhuǎn)換完成后的溫度以16位帶符號擴展的的二進制補碼形式表示，存儲在高 速緩存器RAM勺第0, 1字節(jié)中，二進制數(shù)的前5位是符號位。如果測得的溫度 大于0,這5位為0,只要將測得的數(shù)值乘上0.0625即可得到實際溫度；如果溫 度小于0,這5位為1,測得的數(shù)值需要取反加1再乘上0.0625即可得到實際溫 度。(3)高速緩存器。DS18B20內(nèi)部的高速緩存器包才S一個高速暫存器 RAMffi 一個非易失性可電擦除的EEPRQWE易失性可點擦除EEPROM來存放高溫觸發(fā) 器TH低溫觸發(fā)器TL和配置寄存器中的信息。(4)配置寄存器

14、。配置寄存器的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換率。DS18B20工作是按此寄存器的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應精度的數(shù)值，它是高速緩存器的第 5個字節(jié)，該字節(jié)定義如表2.2所示：表2.2 匹配寄存器TMR0R111111TM1測試模式位，用于設置DS18B20S工作模式還是在測試模式，在DS18B20出廠時該位被設置為0,用戶不要去改動；R1和R0用來設置分辨率；其余5位 均固定為1。DS18B2S辨率的設置如表2.3所示：表2.3 DS18B20分辨率的設置R1R0分辨率最大轉(zhuǎn)換時間/ms009位93.750110位187.51011位3751112位750DS18B2CR靠一個單線端口通訊。在單線端

15、口條件下，必須先建立ROM®作協(xié)議，才能進行存儲器和控制操作。因此，控制器必須首先提供下面5個ROMS 作命令之一：1）讀 ROM2）匹配ROM3）搜索ROM4）跳過ROM5）報警搜索。這些命令對每個器件的激光 ROM®分進行操作，在單線總線上掛有多個器 件時，可以區(qū)分出單個器件，同時可以向總線控制器指明有多少器件或是什么型 號的器件。成功執(zhí)行完一條 ROM供作序列后，即可進行存儲器和控制操作，控 制器可以提供6條存儲器和控制操作指令中的任一條。一條控制操作命令指示 DS18B20I成一次溫度測量。測量結果放在 DS18B20勺暫存器里，用一條讀暫存 器內(nèi)容的存儲器操作命令

16、可以把暫存器中數(shù)據(jù)讀出。溫度報警觸發(fā)器TH和TL各由一個EEPROM節(jié)構成。如果沒有對 DS18B2（0£用報警搜索命令，這些寄存 器可以做為一般用途的用戶存儲器使用。 可以用一條存儲器操作命令對 TH和TL 進行寫入，對這些寄存器的讀出需要通過暫存器。 所有數(shù)據(jù)都是以最低有效位在 前的方式進行讀寫。2.1.3 DS18B20供電方式DS18B2W以采用外部電源供電和寄生電源供電兩種模式。 外部電源供電模 式是將DS18B20勺GNDft接接地，DQt但單總線相連作為信號線，VDDf外部電 源正極相連。如圖2.3所示：圖2.3 DS18B20外部供電方式圖中DS18B20勺DQ端口通

17、過接入一個4.7K的上拉電阻到VCC從而實現(xiàn)外 部電源供電方式。寄生電源供電模式如圖2.4所示：從圖中可知，DS18B20勺GN于口 VDD勻直接接地，DQf單總線相連，單片機具中一個 VOC口與DS18B20勺DQ®相連。圖2.4 DS18B20寄生電源供電方式2.1.4 DS18B20的測溫原理DS18B20勺測溫原理如圖2.5所示，其主要由斜率累加器、溫度系數(shù)振蕩器、減法計數(shù)器、溫度存儲器等功能部件組成。頊置斜坡累加器吊度寄存器_fUL圖2.5 DS18B20的測溫原理DS1820是這樣測溫5的：用一個高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個門周期，內(nèi) 部計數(shù)器在這個門周期內(nèi)對一個低溫度系數(shù)

18、的振蕩器的脈沖進行計數(shù)來得到溫 度值。計數(shù)器被預置到對應于-55 C的一個值。如果計數(shù)器在門周期結束前到達 0,則溫度寄存器（同樣被預置到-55 C）的值增加，表明所測溫度大于-55 C o 同時，計數(shù)器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定， 斜坡式累加器 電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計數(shù)器又開始計數(shù)直到0,如果門周期仍未結束，將重復這一過程。斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性，以期在測溫時獲得比較高的分 辨率。這是通過改變計數(shù)器對溫度每增加一度所需計數(shù)的的值來實現(xiàn)的。因此， 要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數(shù)器的值和每一度的計數(shù) 值。DS18B2（rt

19、部對此計算的結果可提供0.5 C的分辨率。溫度以16bit帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出，表 2.4給出了溫度值和輸出數(shù)據(jù)的關系。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。DS18B20M溫范圍-55 C+125C ,以0.5 C遞增。表2.4溫度數(shù)據(jù)關系溫度C數(shù)據(jù)輸出（二進制）數(shù)據(jù)輸出（HK進制）+12500000000 1111101000FA+2500000000 001100100032+0.500000000 000000010001000000000 000000000000-0.511111111 11111111FFFF-2511111111 11001110FFCE-55111111

20、11 10010010FF92S18B201循單總線協(xié)議，每次測溫時都必須有4個過程6：?初始化；?傳送ROM®作命令；?傳送ROMS作命令；?數(shù)據(jù)交換；2.1.5 DS18B20 的 ROIMT令read ROM （讀ROM .命令代碼為33H,允許主設備讀出 DS18B20勺64位二 進制ROMR；碼。該命令只適用于總線上存在單個 DS18B20.Match ROM （匹配ROM。命令彳弋碼為55H,若總線上有多個從設備時，適用 該命令可選中某一指定的 DS18B20即只有和64位二進制ROM；碼完全匹配的 DS18B2討能響應其操作。Skip ROM（跳過RO© 命令

21、代碼為CCH在啟動所有DS18B20專換之前或系 統(tǒng)只有一個DS18B20寸，該命令將允許主設備不提供 64位二進制ROMi碼就適 用存儲器操作命令。Search ROM艘索RO©命令代碼為F0H,當系統(tǒng)初次啟動時，主設備可能不 知縱向上有多少個從設備或者它們的 ROMi碼，適用該命令可確定系統(tǒng)中的從設 備個數(shù)及其RON弋碼。Alarm ROM （報警搜索ROML命令彳弋碼為ECH該命令用于鑒別和定位系統(tǒng) 中超出程序設定的報警溫度值。Write scratchpad（寫暫存器）。命令代碼為4EH允許主設備向DS18B20勺 暫存器寫入兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)，其中第一個字節(jié)寫入 TH中，第二個

22、字節(jié)寫入 TL 中?？梢栽谌魏螘r刻發(fā)出復位命令終止數(shù)據(jù)的寫入。Read scratchpad（讀暫存器）。命令代碼為 BEH允許主設備讀取暫存器中 的內(nèi)容。從第一個字節(jié)開始直到讀完第九個字節(jié) CR豉完。也可以在任何時刻發(fā) 出復位命令中止數(shù)據(jù)的讀取操作。Copy scratchpad（復制暫存器）。命令代碼為48H,將溫度報警觸發(fā)器TH和 TL中的字節(jié)復制到非易失性 EEPROM若主機在該命令之后又發(fā)出讀操作，而DS18B20Ut于將暫存器中的內(nèi)容復制到 EEPROM, DS18B20J；會輸出一個“0”， 若復制結束，則DS18B20俞出一個“1”。Convert T（溫度轉(zhuǎn)換）。命令代碼為4

23、4H,啟動一次溫度轉(zhuǎn)換，若主機在該 命令之后又發(fā)出其它操作，而 DS18B20U亡于溫度轉(zhuǎn)換，DS18B20a會輸出一個 “0”，若轉(zhuǎn)換結束，則DS18B20俞出一個“1”。Recall E2（拷回暫存器）。命令代碼為B8H將溫度報警觸發(fā)器TH和TL中 的字節(jié)從EEPROM拷回到暫存器中。該操作是在 DS18B20k電時自動執(zhí)行，若執(zhí)行該命令后又發(fā)出讀操作，DS18B2g輸出溫度轉(zhuǎn)換忙標識：0為忙，1完成,Read power supply（讀電源使用模式）。命令代碼為 B4H主設備將該命令發(fā)給DS18B20ft發(fā)出讀操作，DS18B2g返回它的電源使用模式：0為寄生電源,1為外部電源表1 D

24、S18B20溫度轉(zhuǎn)換時間表RI R0溫度位數(shù)最大轉(zhuǎn)換時間口 U9 位 9375ms 0 I 10® 187.5ms 】0 11 位 375ms I 1 12 位 750mw2.2 AT89C52 概述表2 一部分溫度對此值表溫度F七,二邊制發(fā)小I-六進制&"+125 0000 01111101 0000 070011+昌5 (MMK) 01 I O HH (XMM)+25.0625 0000 00011001 OOOOOI9IH+ 10,125 4XOJ (KXM) 1010 tMM) 1 00A2H+0.5 CXMM) (MW)O (MMX)兇 IU OOOHH0

25、 0000 WMX) IMJOO IOWJ (KWH- 0.5 11n mt tin oooofffbh- 10.125 111 11 I L 0101 IH0FF5EH- 25JJ25 1 I I "IC 1)1 Hi Illi IKtM H- 55 111 I 1100 IU0I tMMK) FC90H2.2.1 單片機AT89C5價紹AT89C5混一個低電壓，高性能 CMOS8單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的 Flash只 讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM ,器件采用ATME公司的高密度、 非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51旨令系

26、統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和 Flash存儲單元，AT89C52IL片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。2.2.2 主要功能特性1、兼容 MCS5指令系統(tǒng)2、8k可反復擦寫（大于1000次）Flash ROM;3、32個雙向I/O 口； 4、256x8bit內(nèi)部RAM5、3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷；6、時鐘頻率0-24MHZ；7、2個串行中斷，可編程UART串行通道；8、2個外部中斷源，共8個中斷源；9、2個讀寫中斷口線，3級加密位；10、低功耗空閑和掉電模式，軟件設置睡眠和喚酉1功能；11、有PDIP、PQFP TQFPM PLC%幾種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。1P1.0VCCM.

27、lP00Pl,2PD1Pl-3X9C5 2Pl.4P03P1.5PtMPI 6PQ5Pl.7P06RFSETjVPrjF07P3-Q RXDEAWP3.1 TXDAJ_fcTP3.2 INTOPSENP3.3 ENT1P27P3.4 TOP26P3.5T1P25P3.6 WRPMP37 RDP23X2P22XIP21ViaP20102舉3-438375363433r-U103)1301213 ，P工61518門17 :1819202726252322213系統(tǒng)硬件設計3.1 單片機最小系統(tǒng)的設計單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理 能力的中央處理器CPUS機存儲器

28、RAM只讀存儲器ROM多種I/O 和中斷系 統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。 本次課程設計中選用AT89C5求單片機，其最小系統(tǒng)主要由電復位、振蕩電路組 成。單片機的最小系統(tǒng)如圖3所示。單片機的復位電路原理是在單片機的復位引腳 RST上電阻和電容，實現(xiàn)上電 復位。當復位電平持續(xù)兩個時鐘周期以上時復位有效。復位電路由按鍵復位和上電復位兩部分組成，上電復位是在復位引腳上連接一個電容到VCC再連接一個電阻到GND按鍵復位是在復位電容上并聯(lián)一個開關， 當開關按下時電容被放電、 RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片 機復位。AT

29、89C5li1片機使用12MHz勺晶振最為振蕩源，由于單片機內(nèi)部有振蕩電路， 所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，電容一般在15pF至50pF之間。外部晶振結合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率。14ClhggES富 301 4 一5鼻5<! I 二bpci!?wpopomlfjFFriASP22A19FSU?；PX+ A3ZKJ ABeTK S A3+K - A15PLOTSFJRXDPllTZEK Fl-1PJ1TXD pi，DmfOP23 1KT1P1.4P1+T0Fl JF5 JT1FL#手2 4 KJLPL1:P上呼狂圖3單片機最小系統(tǒng)3.2 溫度采集電路的設計溫度采集

30、電路部分，采用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20!行溫度采集。DS18B20 是DALLA宓司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3個引腳；溫度側量范圍為 -55 一+125C,測量精度為0.5 C；被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式用 行輸出；CPU只需用一個端口線就可以與 DS18B20!信。溫度采集電路如圖4所 小OXTAL1PO.D.lDOmi心ATOC2：FZO ASFL1A9P22A30 直 J JL”F2J AllK/5AHP E PLITZEK pli PU PL44比 4 - 器各F:F ; ：'JKD F3 I TTlD 7： UNTO 招£ INTIPl+7

31、0 P3JT1PM ML PL遼KEX ALE EA3.3 LED顯示報警電路的設計LED數(shù)碼管與單片機的P0 口相連，單片機將采集到的溫度值轉(zhuǎn)化為與數(shù)碼管對 應的數(shù)據(jù)，通過P0 口輸出顯示。即信號通過譯碼管的端口 a、b、c、d、e、f、 g、dp端來控制每段譯碼管的亮滅與否，同時通過端口1、2、3、4四個端口來控制四個譯碼管。在本次設計中，用集成芯片74HC243區(qū)動數(shù)碼管。同時當采 集到的溫度值超過所設置的范圍時，單片機會輸出一信號，通過三極管放大后驅(qū) 動蜂鳴器發(fā)出報警信號。LE躁碼管報警電路4總結本設計是以溫度采集及控制過程設計為總目標， 以89C52單片機最小應用系統(tǒng)為總控制中心，輔

32、助設計有溫度采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換接口、加熱電路、LED數(shù)碼管動態(tài)串行顯示器等。本設計的重點、難點是：(1)要掌握溫度傳感器的原理、結構、應用等；(2)考慮從非電量信號到電量信號的電路實現(xiàn)原理以及與單片機的接口 ；(3)熟悉MCS-51編程的技術，實現(xiàn)單片機對溫度的調(diào)節(jié)控制；(4)整體電路的仿真調(diào)試。本次設計優(yōu)點：采用的單片機AT89C51性價比高；熱敏電阻溫度傳感器轉(zhuǎn)化 溫度的方法非常簡潔且精度高、測試范圍較廣。由于時間及精力所限，對溫度控制系統(tǒng)做了整體設計，具體實現(xiàn)了其中的溫 度報警部分設計，即溫度控制系統(tǒng)的采集、顯示及報警模塊。實物圖致謝在論文完成之際，我首先要想侯寶生老師表示最真摯的謝意

33、。候老師時常督 促我抓緊時間做課程設計，并經(jīng)常討論，給我提出好的建議。候老師不僅工作認 真，他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度令我受益匪淺，相信在我以后的生活學習帶來深遠的影響。 在此衷心的向候老師表達我的感激之心。我還要特別感謝各位同學給予了我無私的幫助，他們幫我解決了很多設計中 遇到的難題，并幫我測試程序。由于本人學識有限，加之時間倉促，文中不免有錯誤和待改進之處，真誠歡 迎各位師長、同學提出寶貴意見。24參考文獻:1鐘曉偉，宋哲存，基于單片機的實驗是溫濕度控制系統(tǒng)設計A林業(yè)機械與木工設備2葉景，基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計經(jīng)驗與交流，20083楊光友.單片機微型計算機原理及接口技術 M .北京：中國水利

34、水電出版社，20024李丹妮，單片機溫度控制系統(tǒng)設計J九江學院報20055ATMLE Corporation,8-Bit Microcontroller AT89C51 DATE SHEET.0265F-A-12/976胡壽松，自動控制原理M北京：科學出版社，20077劉篤仁，韓保君，傳感器原理及應用技術西安電子科技大學出版社，20088梅麗鳳，王艷秋，汪毓鐸，張軍，單片機原理及接口技術清華大學出版社20069深圳市計算機行業(yè)協(xié)會，2005年全國單片機與嵌入式系統(tǒng)學術交流會，北京航空航天大學出版社，200510張義和，陳敵北，例說 8051M北京：人民郵電出版社，200611張開生，郭國法，M

35、CS-51單片機溫度控制系統(tǒng)的設計J微型計算機信息，200512Dallas Semiconductor,Programmable Resolution 1-WIRE Digital ThermometerDS18B20 DATE SHEET.附錄A:總電路圖FXT.Alu：KWATttCJ：界莓MDHEX囂,鼻北ALEBLf A33eZPlfi A34 g-JUEM.0KXDPJJTZZXKJTXDp J：F5HNTGFJ5F5JINTE?,+F5.4TJR 2PSJTlr13.l利m3 tF：- IDO 口口口 JLQJ口 ¥ * BLMNQaXXnap%黑黑心SA G n工工工

36、：，rJ:F:F:F:F:F:F:FE ZII1II1配fr!.s2西 H PmA* 史整壬/ MAlibAR*：附錄B:原器件清單序號編號名稱型號數(shù)量1R1電阻4.7K12R2電阻100K13R3電阻5K14RP1排阻5K15C1、C2電容33P26C3電容100u17S1按鍵開關18X1晶振12M19Q1三極管PNP110LS1蜂鳴器111U151單片機AT89C52112U2溫度傳感器DS18B20113U3集成芯片74HC245114U44位7段數(shù)碼管共陽1附錄C:溫度報警器部分程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#def

37、ine uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P3A7;sbit beep=P3A0；void reset();/DS18B20復位函數(shù)void write_byte(uchar val); /DS18B20寫命令函數(shù)uchar read_byte(void); /DS18B20讀 1 字節(jié)函數(shù)void read_temp();/溫度讀取函數(shù)void LED_display();void alarm();uchar tempH,tempL,num;uchar table10= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/09的LED?符編碼ucha