温度报警器设计
PIC课程设计报告-LM35温度报警器
PIC课程设计报告LM35温度报警器专 业：电子信息工程组 长：组员：学号：指导教师：一、设计要求：1、 4*4键盘设定，最高温度，最低温度限制功能键))；数字++功能键键盘设定，最高温度，最低温度限制(0-9(0-9数字2、 LCD1602液晶显示当前温度，最高温度，最低温度限制值，报警检测周期；警检测周期；℃）；0-1.0V对应0-1000-100℃）温度传感器输出（0-1.0V3、 LM35温度传感器输出（4、 24C02存储设定的最高温度，最低温度限制值；存储设定的最高温度，最低温度限制值；5、 低于设置的最低温度或高于最高温度LED 会闪烁报警。
例如： 键盘输入最低温度2020℃，最高温度℃，最高温度3030℃。
当传感器温度小于℃。
当传感器温度小于℃。
当传感器温度小于 20或大于3030℃，℃，℃，LED LED 会闪烁报警；会闪烁报警； 二、系统组成及工作原理 1、系统框图2、工作原理 （1）总体设计思想）总体设计思想本设计是以PIC18F452单片机作为控制核心，以LM35的温度传感器作为单片机的输入。
首先通过4*4矩阵键盘设定一个最高温度和最低温度作为报警器报警的条件，然后单片机通过实时监控温度的变化，通过LCD1602字符型液晶显示各节点温度的数值，字符型液晶显示各节点温度的数值，当温度值超出当温度值超出所设定的值时，所设定的值时，LED LED 开始闪烁报警，从而实现对整个温度系统的管理和控制。
和控制。
MCU LCD1602液晶液晶4*4键盘键盘AT24C02LM35输出（2）各模块设计）各模块设计 1）、4*4矩阵键盘的设计矩阵键盘的设计根据设计任务书中要求实现的功能，我选择了一个4*4矩阵键盘来设置最高温度、最低温度和检测周期，4*4键盘能够符合设计要求，其中10个键来设置具体的数值，另外六个键为功能键，具体设计后面详述。
面详述。
①矩阵键盘结构：①矩阵键盘结构：键盘实际上是一组按键开关的集合，平时按键开关总是处于断开状态，当按下键时它才闭合。
温度报警器毕业设计
温度报警器毕业设计温度报警器毕业设计一、引言随着科技的不断发展，人们对于安全问题的关注也越来越高。
在各种工业设备和生活环境中，温度的控制和监测是非常重要的一项任务。
因此，我决定选择温度报警器作为我的毕业设计主题，旨在设计一种能够准确监测温度并及时报警的设备。
二、背景温度报警器是一种能够监测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报的设备。
它在许多领域都有广泛的应用，如工业生产、仓储管理、医疗设备等。
传统的温度报警器通常使用温度传感器和报警器组成，但存在一些问题，如误报警、不够灵敏等。
因此，我希望通过我的毕业设计，设计一种更加准确、灵敏的温度报警器。
三、设计目标我的温度报警器设计有以下几个目标：1. 准确性：确保温度测量的准确性，避免误报警情况的发生。
2. 灵敏度：能够及时监测到温度变化，并在温度超过设定阈值时立即发出警报。
3. 可靠性：保证设备的稳定性和长期可靠运行，尽量避免故障和维修。
4. 易用性：设计简单、易于操作和维护，方便用户使用。
四、设计方案基于以上设计目标，我将采用以下方案来设计温度报警器：1. 温度传感器选择：选择一种高精度、高灵敏度的温度传感器，如热电偶或半导体温度传感器。
这样可以确保测量的准确性和灵敏度。
2. 报警器设计：采用声音和光线的双重报警方式，当温度超过设定阈值时，报警器将发出响亮的声音，并同时闪烁红色的LED灯，以提醒用户。
3. 温度控制系统：设计一个智能温度控制系统，能够根据实际需求自动调整温度报警的阈值。
用户可以通过简单的操作来设置温度阈值，以适应不同的环境需求。
4. 数据记录和分析：设计一个数据记录和分析系统，可以记录温度变化的历史数据，并通过数据分析来提供更多的信息和参考。
五、预期效果通过以上设计方案，我期望我的温度报警器能够达到以下效果：1. 准确报警：能够准确监测温度，并在温度超过设定阈值时及时发出报警，避免误报警和漏报警的情况。
2. 及时响应：报警器能够在温度超过阈值时立即发出响亮的声音和闪烁的红色LED灯，提醒用户采取相应的措施。
设计温度报警器实训报告
#### 一、实训背景随着社会的发展，温度监测与控制技术在各个领域得到了广泛应用。
为了提高实训教学的效果，本实训旨在通过设计一款基于单片机的温度报警器，使学生掌握温度传感器的工作原理、单片机的编程及应用，提高学生的实践操作能力和创新意识。
#### 二、实训目的1. 熟悉温度传感器的原理与应用。
2. 掌握51单片机的编程方法及接口技术。
3. 学会使用数码管、蜂鸣器等外围设备。
4. 培养学生的团队协作能力和创新意识。
#### 三、实训内容本实训设计一款基于51单片机的温度报警器，实现以下功能：1. 实时测量环境温度。
2. 数码管显示当前温度值。
3. 可设置温度上下限报警值。
4. 当温度超过上下限报警值时，蜂鸣器发出警报。
#### 四、实训步骤1. 硬件选型与搭建（1）选择51单片机作为主控芯片，型号为AT89C51。
（2）选择DS18B20温度传感器，用于测量环境温度。
（3）选用数码管（如LCD1602）用于显示温度值。
（4）选用蜂鸣器作为报警输出。
（5）连接电源模块，为整个系统供电。
2. 软件设计（1）编写程序，实现温度读取、显示、报警等功能。
（2）设置温度上下限报警值，可通过按键调整。
（3）编写中断程序，实现温度超限报警。
3. 系统调试与测试（1）将程序烧录到单片机中。
（2）连接所有硬件，进行系统调试。
（3）检查温度读取、显示、报警等功能是否正常。
4. 系统优化与改进（1）优化程序，提高系统稳定性。
（2）改进报警方式，如增加语音提示、短信报警等。
（3）考虑增加温度曲线显示、历史数据记录等功能。
#### 五、实训结果与分析1. 系统功能实现通过实训，成功设计并实现了一款基于51单片机的温度报警器。
系统能够实时测量环境温度，并在数码管上显示。
当温度超过设定的上下限报警值时，蜂鸣器发出警报。
2. 技术难点及解决方法（1）温度读取精度：DS18B20温度传感器的测量精度较高，通过编程读取其输出数据，即可获得较为精确的温度值。
温度报警器设计报告(1)
温度报警器设计报告(1)温度报警器设计报告一、选题背景随着现代科技的不断发展，许多设备和科技产品需要在特定的温度范围内运行。
如果超出该范围，可能会导致设备的损坏或无法正常工作。
因此，设计一款温度报警器是非常有必要的。
二、设计目的本设计旨在设计一个简单、可靠并且易于使用的温度报警器，以帮助监测设备的温度，并在温度超出设置范围时发出警报，起到保护设备的作用。
三、设计方案本设计采用单片机作为主控芯片，并通过温度传感器检测监测设备的温度，并在温度超出设定范围时触发警报。
具体步骤如下：1、硬件部分（1）主控芯片：本设计采用STC89C52单片机作为主控芯片，具有稳定可靠、成本低廉、易于编程等优点。
（2）温度传感器：采用DS18B20数字温度传感器进行温度检测，该传感器结构简单、精度较高、成本较低，使用方便。
（3）蜂鸣器：使用蜂鸣器作为警报器，当温度超出设定范围时，触发蜂鸣器发出警报信号。
（4）显示模块：采用4位数码管来显示当前的温度值。
2、软件部分（1）温度检测：通过单片机控制温度传感器进行温度检测，并将温度值传入主控芯片。
（2）温度设置：设置警报温度范围，并保存在单片机内部EEPROM中。
（3）警报触发：当温度超出设定范围时，主控芯片触发蜂鸣器发出声音，并通过数码管显示当前温度值和报警信息。
四、设计特点（1）使用方便：通过数码管直观显示当前温度值和警报信息，非常方便实用。
（2）稳定性高：采用单片机作为主控芯片，具有稳定性高、精度高、抗干扰能力强等优点。
（3）成本低廉：本设计采用成本较低的DS18B20数字温度传感器，加上简单的硬件电路，成本非常低廉。
五、设计总结本设计旨在设计一款简单、可靠并且易于使用的温度报警器，通过硬件和软件相结合的方式，能够有效监测设备的温度，及时发出警报信号，保护设备的安全运行。
本设计的特点是使用方便、稳定性高、成本低廉，适合于各种场合的使用。
基于单片机温度报警器的设计
基于单片机温度报警器的设计温度报警器是一种常见的安全设备，用于监测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报。
基于单片机的温度报警器可以实现温度监测、报警和数据记录等功能，具有灵敏度高、可靠性好、成本低等优点。
下面将描述一种基于单片机的温度报警器的设计。
设计思路：本设计采用温度传感器、单片机、蜂鸣器和LCD液晶显示器等组成，实现温度监测和报警功能。
温度传感器用于测量环境温度，将温度值传输给单片机进行处理；单片机负责对温度值进行比较和判断，当温度超过设定阈值时，通过控制蜂鸣器发出警报声，并在LCD显示器上显示温度值和警报信息。
硬件设计：1.温度传感器：可以选择数字温度传感器，如DS18B20。
将温度传感器连接到单片机的数字引脚上，通过引脚读取传感器输出的数字信号。
2.单片机：可以选择常见的8位单片机，如STC89C52、单片机具有较强的处理能力和丰富的IO资源，可以用于读取和处理温度传感器数据，并控制蜂鸣器和LCD显示器。
3.蜂鸣器：选择合适的蜂鸣器，并将其连接到单片机的IO引脚上。
当温度超过设定阈值时，单片机将IO引脚置高，使蜂鸣器发出警报声。
4.LCD液晶显示器：选择适配器单片机的LCD显示器，通过单片机的IO引脚与单片机连接。
当温度超过设定阈值时，将警报信息显示在LCD上。
软件设计：1.硬件初始化：设置单片机相关IO引脚为输入输出模式，初始化温度传感器和LCD显示器。
2.温度采集：通过单片机的数字引脚读取温度传感器输出的数字信号，并进行相应的数据转换，得到环境温度值。
3.温度监测：将环境温度值与设定的阈值进行比较，若温度超过阈值则触发报警。
4.报警处理：当温度超过设定阈值时，通过设置单片机的IO引脚，控制蜂鸣器发出警报声，并在LCD显示器上显示警报信息。
5.数据记录：可以选择将温度数据保存到EEPROM中，方便后续查询和分析。
总结：基于单片机的温度报警器是一种简单但实用的安全设备，通过温度传感器和单片机的配合，可以实现对环境温度的实时监测和报警功能。
模电课程设计--温度报警器的设计与制作
模电课程设计--温度报警器的设计与制作一、设计要求在模拟电子线路课程设计的基础上，设计并制作一个温度报警器电路，满足以下要求：1.当环境温度超过设定温度阈值时，报警器能够自动发出声音和光信号。
2.报警器能够通过外部调节器手动调整温度阈值，以适应不同环境需求。
3.报警器的工作稳定可靠，具有较高的精度和可调性。
二、电路设计与实现1.温度传感器：使用模拟温度传感器作为环境温度检测元件，将环境温度转化为电压信号。
2.温度阈值设定：通过电位器与参考电压源构成电压比较器，实现可调的温度阈值设定功能。
3.报警器驱动：使用音频放大器和发光二极管驱动电路，控制声音和光信号的输出。
4.电源与继电器：通过电池供电，并利用继电器控制报警器的开关。
三、电路实现步骤1.温度传感器的选择和连接：选择合适的模拟温度传感器，并将其连接到电路中。
2.温度阈值设定电路的设计：设计一个比较器电路，使得可调电位器所接收的电压与参考电压进行比较，从而实现温度阈值的设定。
3.报警器驱动电路的设计：通过音频放大器和发光二极管驱动电路，将报警信号转化为音响和光照信号。
4.继电器的选择和连接：选择合适的继电器，将其连接到电路中，通过控制继电器的开关，实现报警器的开关控制。
5.电路中其他元件的选用和连接：根据实际需要，选择合适的电容、电阻及其他元件，并将其连接到电路中。
6.电路的布局和调试：将电路中的元件逐一连接，并进行布局和调试，确保电路正常工作和性能可靠。
四、实验结果与总结在实际制作过程中，可以根据实际情况进行调整和优化，保证电路的工作稳定性和精度。
实验结果表明，该温度报警器设计具有较高的灵敏度和可调性，并可以准确地报警。
在设计与制作过程中，需要掌握模拟电子线路的相关知识，如模拟传感器的选用与连接、比较器电路的设计与调试、音频放大器和发光二极管驱动电路的设计等。
此外，还需要熟悉电子元件的选用与连接、电路布局及调试等基本技能。
该课程设计通过实际操作和实验结果的观察，提高了学生的电子设计能力和实际动手能力，使学生对模拟电子线路的设计与制作有了更深入的理解和实践经验。
基于51单片机的温度报警器设计
基于51单片机的温度报警器设计引言：温度报警器是一种用来检测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报的装置。
本文将基于51单片机设计一个简单的温度报警器，以帮助读者了解如何利用单片机进行温度监测和报警。
一、硬件设计硬件设计包括传感器选择、电路连接以及报警装置的设计。
1.传感器选择温度传感器的选择非常重要，它决定了监测温度的准确性和稳定性。
常见的温度传感器有热敏电阻（如NTC热敏电阻）、热电偶以及数字温度传感器（如DS18B20）。
在本设计中，我们选择使用DS18B20数字温度传感器，因为它具有高精度和数字输出的优点。
2.电路连接将DS18B20与51单片机连接，可以采用一根三线总线（VCC、GND、DATA）的方式。
具体连接方式如下：-将DS18B20的VCC引脚连接到单片机的VCC引脚（一般为5V）；-将DS18B20的GND引脚连接到单片机的GND引脚；-将DS18B20的DATA引脚连接到单片机的任意IO引脚。
3.报警装置设计报警装置可以选择发出声音警报或者显示警报信息。
在本设计中，我们选择使用蜂鸣器发出声音警报。
将蜂鸣器的一个引脚连接到单片机的任意IO引脚，另一个引脚连接到单片机的GND引脚。
二、软件设计软件设计包括温度读取、温度比较和报警控制的实现。
1.温度读取通过51单片机的IO引脚和DS18B20进行通信，读取DS18B20传感器返回的温度数据。
读取温度数据的具体步骤可以参考DS18B20的通信协议和单片机的编程手册。
2.温度比较和报警控制将读取到的温度数据和设定的阈值进行比较，如果温度超过阈值，则触发报警控制。
可以通过控制蜂鸣器的IO引脚输出高电平或低电平来控制蜂鸣器是否发出声音警报。
三、工作原理整个温度报警器的工作原理如下：1.首先，单片机将发出启动信号，要求DS18B20开始温度转换。
2.单片机等待一段时间，等待DS18B20完成温度转换。
3.单片机向DS18B20发送读取信号，并接收DS18B20返回的温度数据。
基于51单片机的温度警报器的设计
基于51单片机的温度警报器的设计温度警报器是一种能够实时监测温度并在温度超过设定阈值时发出警报的装置。
本设计基于51单片机，通过温度传感器、LCD显示屏、蜂鸣器等元件实现温度监测和报警功能。
设计方案如下：1.硬件设计：a.温度传感器：选择一款常见的温度传感器，如DS18B20，通过数据线连接到单片机的GPIO口，实时获取温度数据。
b.LCD显示屏：使用16x2LCD显示屏，通过I2C接口与单片机连接，用于显示当前温度和报警信息。
c.蜂鸣器：选择一个合适的蜂鸣器，通过单片机的GPIO口控制，用于发出声音报警信号。
d.电源电路：为单片机和其他电路提供稳定的电源，可以选择直流电源或电池供电。
2.软件设计：a.初始化：对单片机进行初始化设置，包括IO口初始化、LCD初始化、温度传感器初始化等。
b.温度采集：通过温度传感器不断采集温度数据，并将其显示在LCD 屏幕上。
c.温度判断：获取当前温度值，并与设定的阈值进行比较。
如果高于阈值，进入报警状态。
d.报警处理：当温度超过设定阈值时，触发蜂鸣器发出声音报警信号，并在LCD上显示相应警告信息。
同时，可以选择触发其他动作，如发送短信或邮件通知。
e.报警解除：当温度恢复正常后，蜂鸣器停止报警，LCD屏幕上显示正常温度信息。
通过以上硬件和软件设计，我们可以实现一个基于51单片机的温度警报器。
该警报器能够实时监测环境温度，当温度超过设定阈值时，蜂鸣器会发出声音报警，并在LCD显示屏上显示相应报警信息。
当温度恢复正常后，报警器会自动停止报警，并显示正常温度信息。
除了基本的功能，还可以根据需求进行一些扩展。
比如，可以添加按钮控制来设置温度阈值，或者增加温度记录功能，实时记录温度变化并保存。
总之，基于51单片机的温度警报器设计具有可扩展性和实用性，可以满足不同环境的需求。
模电课程设计温度报警器
本例介绍的双限温度报警器，采用热敏电阻器和运算放大器集成电路等元器件制作而成，具有灵敏度高、稳定性好等特点，其温度控制范围为0.80℃，能在受控温度达到设定温度的上限值或下限值时发出声光报警信号，可用于禽蛋孵化、食用菌培育等方面。
该双限温度报警器电路由温度检测放大电路、超低频振荡器、声音报警电路和电源电路组成，如图所示。
元器件选择R1～R16选用1／4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。
RT选用负温度系数的热敏电阻器。
本例介绍的双限温度报警器，采用热敏电阻器和运算放大器集成电路等元器件制作而成，具有灵敏度高、稳定性好等特点，其温度控制范围为0.80℃，能在受控温度达到设定温度的上限值或下限值时发出声光报警信号，可用于禽蛋孵化、食用菌培育等方面。
该双限温度报警器电路由温度检测放大电路、超低频振荡器、声音报警电路和电源电路组成，如图所示。
元器件选择R1～R16选用1／4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。
RT选用负温度系数的热敏电阻器。
RPl和RP2均选用小型多圈电位器。
C1～C4、C6、C7均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C5选用涤纶电容器或独石电容。
VD1～VD3均选用1N4148型硅开关二极管。
VL1～VL3均选用φ3mm的高亮度发光二极管，VL1为**，VL2为红色，VL3为绿色。
UR选用lA、50V的整流桥堆。
V1选用S9013或3DG6型硅NPN晶体管；V2选用S8550或C8550、3CG8550型硅PNP晶体管。
ICl选用LM324型运算放大器集成电路；IC2选用LM7806型三端稳压集成电路。
T选用3.5W、二次电压为10V的电源变压器。
BL选用0.25W、812的电动式扬声器。
温度报警器的设计与制作
温度报警器的设计与制作
一、实验原理
温度报警电路主要由稳压电源、惠斯登电桥（包括温度传感器）、电压比较器、报警装置组成。
图1是电路原理图，其中温度传感器R t 为负温度系数热敏电阻，W t 为电位器，R 1、R 2、R 3为阻值相等的电阻。
R 1、R 2、R 3、（R t +W t ）组成惠斯登电桥，集成芯片LM393作为电压比较器，用蜂鸣器作为报警装置。
调节W t 使R t +W t 大于R 3，因而B 点的电位高于A 点电位，此时比较器的同相端（+）电位高于反相端（-）电位，比较器输出高电平，18u u =，此时蜂鸣器两端无电
位差，不报警。
把R t 置于温度不断升高的环境（如用手握住R t 加热），温度升高时，R t 阻值减小，R t 上压降也减小，于是B 点的电位下降，当B 点的电位低于A 点的电位时，比较器输出低电平，14u u =，蜂鸣器有电流通过，发出警报声，表
明此时温度超过设定值。
调节电位器W t 可设定不同的报警温度。
图1 温度报警器电路原理图
实验中Rt 选用MF51型负温度系数热敏电阻，比较器可选用LM393，电源选用本实验提供的稳压电源。
二、实验仪器
直流稳压电源，九孔插线方板，一个由集成芯片构成的比较器，一个蜂鸣器，三个定值电阻，一个电位器，热敏电阻(电阻温度特性已知)，导线若干
三、实验内容
1. 根据现有的实验仪器，自行设计合理的实验方法。
设计36℃的温度报警器。
2. 实验报告中写明分析和计算过程，画出完整的电路图。
3. 选作内容：在此电路的基础上自行设计实现恒温加热，光控路灯等功能。
38温度报警器课程设计
38温度报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解温度报警器的基本原理，掌握温度传感器的工作方式及其在38℃报警器中的应用。
2. 学生能够描述数字温度计的电路构成，并解释其测量温度的原理。
3. 学生掌握基本的电子元件知识，如电阻、电容、二极管等，并能说明它们在温度报警器中的作用。
技能目标：1. 学生能够独立完成38℃温度报警器的组装，并正确进行功能测试。
2. 学生通过实际操作，培养动手能力和问题解决能力，能够诊断并修复简单的电路故障。
3. 学生能够运用科学探究的方法，设计简单的温度报警器实验，进行数据分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术和物理学科的兴趣，激发探究未知世界的热情。
2. 学生通过小组合作，培养团队合作精神和沟通能力，认识到团队合作的重要性。
3. 学生通过学习节能环保的电子设备，增强社会责任感和节能减排意识。
本课程针对初中年级学生设计，以实践性和探究性为课程性质，结合学生好奇心强、动手能力逐步增强的特点，强调知识与实践的结合。
通过本课程的学习，学生能够将物理知识与实际应用相结合，培养解决实际问题的能力，同时树立正确的科学态度和价值观。
教学要求注重启发式教学，鼓励学生主动探索，将理论知识转化为具体的学习成果，为后续深入学习电子技术打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合教材中“传感器与自动控制”章节展开，具体包括以下部分：1. 温度传感器原理：介绍温度传感器的基础知识，以热敏电阻为例，讲解其工作原理和温度-电阻特性曲线。
2. 38℃温度报警器电路设计：详细讲解报警器电路的构成，包括温度传感器、运算放大器、比较器、指示灯和蜂鸣器等，并分析各部分的功能和相互关系。
3. 电子元件知识：介绍电路中使用的电阻、电容、二极管等基础元件，以及它们的选型和连接方法。
4. 实践操作指导：包括温度报警器的组装步骤、调试方法及故障排查。
5. 数据分析与实验设计：教授如何进行温度数据收集、处理和分析，引导学生设计简单的温度报警实验。
温度报警器课程设计报告
温度报警器课程设计报告温度报警器课程设计报告一、设计概述温度报警器是一种用于监测环境温度并当温度超过预设范围时发出警报的装置。
在本次课程设计中，我们旨在设计和实现一个高效、可靠、低功耗的温度报警器。
二、设计原理温度报警器的核心部件是温度传感器和微控制器。
温度传感器用于感测环境温度，并将温度信号转换为电信号。
微控制器则接收该电信号，并判断温度是否超过预设范围。
如果超过，微控制器将触发警报装置。
我们选择使用DS18B20温度传感器和Arduino微控制器。
DS18B20是一种高精度、数字式的温度传感器，具有体积小、功耗低、抗干扰能力强等优点。
Arduino 则是一款开源的、易于使用的微控制器，具有丰富的外设和强大的编程能力。
三、硬件设计1.温度传感器：选择DS18B20温度传感器，通过数据线与微控制器连接。
2.微控制器：使用Arduino Uno，负责接收DS18B20的信号，并控制警报装置。
3.警报装置：包括一个LED灯和一个蜂鸣器。
当温度超过预设范围时，LED灯会闪烁，蜂鸣器会发出警报声。
四、软件设计1.温度读取：使用DS18B20的驱动程序读取温度值。
2.温度判断：将读取的温度值与预设范围进行比较。
如果超过范围，触发警报装置。
3.警报控制：通过Arduino的数字引脚控制LED灯和蜂鸣器的动作。
五、测试与验证我们对设计的温度报警器进行了测试和验证。
首先，我们设定了报警温度为30℃，将报警器放置在恒温箱中，逐渐升高温度。
当温度达到30℃时，报警器成功地发出了警报。
然后，我们对报警器的稳定性进行了长时间测试。
将报警器放置在高温和低温环境下，观察其是否能稳定地工作并准确报警。
经过测试，我们的设计在各种环境下均能稳定运行，并准确报警。
六、优化与改进虽然我们的设计已经达到了预期的效果，但还可以进行一些优化和改进。
例如：1.使用更精确的温度传感器：DS18B20的精度为±0.5℃，如果需要更高的精度，可以选择其他型号的温度传感器。
温度报警器设计详解
温度报警器设计详解首先是传感器选择。
温度报警器需要使用温度传感器来监测环境或物体的温度。
传感器的选择应根据具体应用场景和要求进行，如室内温度监测可选用NTC热敏电阻或热电偶，工业领域可选用PT100或热电偶等。
传感器的灵敏度和精度对报警器的性能有重要影响，需要根据实际需求进行选择。
其次是信号处理。
传感器的输出信号需要通过信号处理电路进行放大、滤波和转换，使其能够被微处理器或控制器识别和处理。
放大电路可以使用运算放大器来实现，滤波电路可以选择RC滤波器或数字滤波算法，转换电路可以使用模数转换器来将模拟信号转换为数字信号。
然后是报警逻辑。
根据具体要求，报警器可以设计多种不同的报警逻辑。
一种常见的逻辑是根据温度达到或超过设定阈值来触发报警，另一种逻辑是根据温度变化速率来触发报警。
报警逻辑需要根据实际应用场景和要求进行设计，保证报警的准确性和及时性。
最后是输出信号。
当报警逻辑触发时，温度报警器需要输出相应的信号来提醒用户。
输出信号可以通过声音、光信号或通信接口等方式实现。
声音信号可以通过蜂鸣器或扬声器来输出，光信号可以通过LED指示灯或显示屏来输出，通信接口可以通过UART或RS485接口来输出。
除了以上的基本设计要素，温度报警器的设计还需要考虑其他一些因素，如供电方式、外壳材料和防水防尘等级等。
供电方式可以选择电池供电或外部电源供电，外壳材料可以选择工程塑料或金属材料，防水防尘等级可以选择IP65或IP67等。
总之，温度报警器的设计是一个综合考虑多个因素的工程问题。
通过合理选择传感器、设计信号处理电路、设置报警逻辑和输出信号，可以实现准确可靠的温度监测和报警功能，提高设备的安全性和可靠性。
数电课程设计报告(温度报警器)
数电课程设计报告(温度报警器)一、概述本次课程设计的目的旨在设计一个可以检测温度值并发出报警反应的温度报警器。
该报警器可以通过LCD显示温度值，可以对不同的温度进行设置，当检测到温度高于设置的阈值的时候就会发出报警声，以保证安全。
二、器件选择本次温度报警器的关键器件是温度传感器和LCD显示屏。
温度传感器可以测量当前环境的温度；而LCD显示屏可以显示当前温度的值，同时可以设置和显示阈值。
此外，还需要加入一个LED，当温度超过报警值时，LED就会点亮，以告知使用者，此时需要采取适当的措施。
另外，为了能更好地显示温度，需要选择高精度、质量可靠的温度传感器和LCD显示屏。
三、功能块设计本次温度报警器功能块设计主要分为4大块，分别为输入块、控制块、输出块、显示块。
1、输入块：接收温度传感器的温度值；2、控制块：完成中央处理器的温度检测和阈值比较以判断是否报警；3、输出块：如果温度超过阈值，就输出报警信号；4、显示块：分别显示当前温度和报警值，并给出报警信号提示。
四、电路设计1、中央处理单元的电路：中央处理单元的电路主要由MCU、时钟、温度传感器和存储器组成。
2、LCD显示屏的电路：该电路由数据线、控制线、MCU和LCD显示屏构成，通过数据线与MCU进行数据交互，显示出当前温度和报警值。
3、输出电路：该电路内部主要由MCU、蜂鸣器以及LED构成，当温度超过阈值时，MCU就会输出一个控制信号，从而控制LED和蜂鸣器发出报警 sound。
五、系统测试1、本次课程设计在随机环境下测试，以检验系统的准确性和可靠性。
2、先将温度调节器设置到比当前温度高出一定量。
通过测量，确定报警器的温度报警功能是否正常，同时让LCD显示屏正确显示温度值，以及温度超过阈值时是否能正确发出报警声音。
3、在各种温度下，测试系统的准确性和可靠性，来验证报警器的实用性。
六、总结本次课程设计主要介绍了一种温度报警器，该报警器可以在各种不同温度环境下，通过LCD显示屏显示当前温度，并设定不同报警值，超过阈值时发出报警声，以便提醒使用者注意观察环境温度变化。
基于51单片机的温度报警器设计分解
基于51单片机的温度报警器设计分解首先，对于硬件设计，我们需选择一个合适的温度传感器。
常见的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。
根据实际需求进行选择。
这里我们以DS18B20数字温度传感器为例。
硬件设计中，需要将DS18B20传感器与51单片机连接。
具体的连接可以参考DS18B20的数据手册。
一般情况下，将DS18B20的数据引脚连接到单片机的I/O口。
同时，为了保证传输质量，还需要在传输线上加上4.7K的上拉电阻。
其次，需要设计电路。
这里我们可以采用51单片机控制电路。
具体的电路设计包括单片机控制、显示电路和报警电路。
单片机控制电路主要包括51单片机、晶振、复位电路等。
显示电路主要包括数码管或LCD屏幕等。
报警电路可以采用蜂鸣器或LED等。
这里采用51单片机作为控制器，通过读取DS18B20的温度值来实现对温度的监测。
如果温度超过设定阈值，那么蜂鸣器会响起或者LED灯会亮起。
接下来进行软件设计，主要包括程序编写和功能实现。
根据硬件设计的要求，来编写相应的程序，实现相应功能。
具体的流程大致如下：1.初始化单片机和DS18B20传感器；2.读取传感器的温度值；3.判断温度值是否超过设定阈值；4.如果温度超过设定阈值，则蜂鸣器响起或LED灯亮起；5.如果温度未超过设定阈值，则继续读取温度值；6.循环执行以上步骤。
在设计过程中，需要注意以下几点：1.硬件电路的连线要正确，确保各个元件能够正常工作；2.程序要根据实际情况进行调试，确保功能正常；3.温度阈值的设定要合理，保证报警的准确性。
总结来说，基于51单片机的温度报警器设计分为硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计主要涉及传感器的选择和电路设计，软件设计则包括程序编写和功能实现。
通过合理的硬件设计和软件编程，可以实现对温度的监测和报警。
在设计过程中需要注意硬件的连接和程序的调试，保证整个系统的稳定性和准确性。
温度报警器器的设计要点
18.3V
整流桥输出
14.4
15.9V
6.小结
经过为期三周的课程设计，温度报警器的设计与制作终于完成了。我们从心底里都有一种成就感，虽然我们的些许成绩在那些DIY大牛眼里一文不值，在老师眼里可能也就是一场游戏，但对我们这些动手经验甚少的大三学生来说也算是一个可以会心一笑的成功。
本次课程设计中我们也遇到了一些困难，大致有以下几方面：一、初期我们对仿真软件还不太了解，会有一些操作上的困难。但是通过请教电子专业的同学我们基本上可以自己动手了，问题也就得到了解决；二、对电路的设计。通过老师的讲解，心里也只是有一个模糊的印象，但接下来通过上网查找发现了好多现成的方案，使得我们对电路的设计有了一个清楚的认识；三、电路的仿真运行。因为之前的电路是分为独立模块进行设计的，当我们把它组合在一起时发现了许多运行错误，发现大多是电源参数的错误，我们就单独给错误的地方加入信号源来代替我们所设计的电源模块供电，发现问题也解决了。故我们推测在实际连接中是不会有这些错误的，后来成品的成功也验证了我们的推测；四、实际组装电路中的问题。此时的问题基本上是由于我们的疏忽造成的，在通过与仿真模块一一对比过后将其排除，为此我们在有必要的地方都进行了电压测量与仿真结果进行对比。可以说至此我们才了解到仿真的重要之处。
1.方案论证与比较
1.1方案一
根据任务书要求及电路所需要实现的功能将温度报警器划分为三个模块：电源模块、比较模块、报警模块。此方案设计简单明了，但是实验要求的精度是可以区分1℃即2mv电压，运用此方案难以满足如此高精度的报警。故此方案不能用来设计此温度报警器。可将其模块划分如下图一。
图一方案一
1.2方案二
T2=R2·C1·㏑((Vcc－Vt-)／(Vcc－Vt+))
温度报警器设计报告
温度报警器设计报告沈兵胡成旺勇 -13C组该设计主要有放大电路和比较电路组合而成：一、设计任务与要求：（1）温度报警器方案设计温度0~100±1℃可测,小于10℃或大于30℃报警（LED亮）（2）温度报警器设计，具体要求如下：①将被测温度（0～100℃）转换为电压值；②小于10℃或大于30℃声、光报警（LED亮）；③可采用箔电阻组成测量电桥；二、整体方案选择所设计的温度报警器应该可以模拟温度变化和模拟温度比较，当温度在10度—30度范围内部不报警，在此范围外报警。
温度传感器输出电压可由直流电压模拟，以0度为0mv,温度每上升1度递增2mv，20mv—60mv这个范围几乎无法用手去调节。
因此直流电压必须经过一级放大电路才可以为比较电路提供信号。
当电压高于3v（30度）时红灯亮，电压低于1v（10度）时蓝色灯亮.综上，总体电路分为三部分：（采样）放大电路、比较电路和报警电路。
三、单元电路设计各个单元电路的设计过程中，需要计算电路中个元件的参数，以及性能指标，从而把电路元器件和电路大致确定下来。
1、放大电路：设计一个10度-30度以外的温度报警器，需要用电压来代表温度的变化，且温度每上升1度用电压增加2mv来代替，那么10度-30度则表示为20mv-60mv，即电源提供的电压在20mv-60mv范围以外的电路报警。
然而电源电压是5v，故将电压放大50倍，即比较输入电压在1V-3V外报警，选用单电源供电的LM324组成的同相比例放大电路。
2、比较电路:本方案中用LM324构成窗口比较器，阈值电压分别为1V、3V。
比较电路实现功能：输入电压向单一方向变化过程中，经放大器放大后，比较器的输入电压从零开始变化，当1V<ui<3V，模拟温度在10℃-30℃时比较器经过比较输出均为高电平，二极管不能点亮。
当ui<1V 时模拟温度小于10℃，U1:B输出低电平点亮蓝色二极管。
当ui>3V时，模拟温度高于30℃时，U1:C输出低电平点亮红色二极管。
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•
当U11<2/3Ucc，U12<1/3Ucc时，C1输出为高电平，C2 输出为低电平,Rd’=1,Sd’=0,基本RS触发器被置1，晶体管 截止，输出端U0为高电平。当U11<2/3Ucc,U12>2/3Ucc 时，基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。 • 综上所述，可得555定时器功能如表所示。
W7805、W7812管脚图
2.2、放大和比较电路的设计
• 1.放大电路 • 放大电路图： • 此电路是同相比例 运算电路，电路引 入了电压串联负反 馈。 根据反馈放大电路工作在深度负反馈的状态下： Uid≈0 URV1=UR2 UR2=(Uo／(R3+R2))×R2 Uo=(1+R3∕R2)URV1 电路放大倍数为：
温度报警器设计
• 综合电子设计与实践是集电路分析、模拟电子技术、数字 电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技 术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性 课程。 • 它的开展是为了提高和增强学生对电子技术知识的综合分 析与应用能力。这对于提高学生的电子工程素质和科学实 验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由支路。 • 这次课题的设计任务要求是完成一个温度报警器的制作， 并实现当温度高于30℃时发出双音报警，温度低于10℃时 发出单音报警的功能要求。本设计中充分展示了模拟电子 技术的优点，利用放大电路、窗口比较器进行温度的判定， 再结合数字电子技术的优点，充分利用单元电路的功能来 实现报警，将模电、数电紧密结合，综合应用，不但对知 识有了更进一步的掌握，也极大地提高了动手能力，并让 学生对于实际电子产业有了初步的认识，对于以后的就业 打下一定的基础。
前言
一、任务和要求
• 1、用蜂鸣器作为电声原件； • 2、当温度在10℃至30℃范围内时报警器不发声响，当温 度超过这个范围时，报警器发出声响，并根据不同音调区 分温度的高低。即： • ⑴ 当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交换的“嘀--嘟”声响。 • ⑵ 当温度低于10℃时，报警器发出单频率声响。 • 3、温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0℃为 0mV，温度每上升1℃，递增2mV。 • 4、设计并制作本电路所用直流电源。
则振荡周期TO为：
0 VT 1 0 VT 1
TO TH TL ( R9 R10 ) C6 ln
VCC VT 1 VCC VT 1
R10 C6 ln
0VT 1 0VT 1
1 fL • 低音频率为： TO 当U5输出低电平时对于U6的振荡频率为： 设C6的阈值为VT2+、VT2则 R // 10k
三、电路仿真分析
• 3.1 仿真软件简介 • 本次电路仿真用的是Protues软件，Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电 子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿 真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。 • Protues软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功 能时：（1）原理布图（2）PCB自动或人工布线（3）SPICE电路仿真 革命性的特点（1）互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如 RAM,ROM,键盘，马达，LED,LCD,AD/DA,部分SPI部件，部分IIC器件。 （2）仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、 等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配 合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。 • 3.2电路仿真 • 通过用Protues软件进行仿真，将各个模块连接好后进行仿真。电路图 如下：
2、高温报警电路
• 高温报警采用双频报警，该部分用到了两片 555定时器。U5的作用是控制高低音的持续时 间，高电平持续时间即为电容C的充电时间， 低电平持续时间即为电容C的放电时间；U6的 作用是将高音与低音转换成合成频率输出。 • 对于U5振荡电路的充电时间为： • T1=(R7+R8)· C5· ㏑((Vcc－Vt-)／(Vcc－Vt+)) • 放电时间为： • T2=R8· C5· ㏑((Vcc－Vt-)／(Vcc－Vt+)) • 占空比为： • q=T1/T=(R7+R8)/(R7+2R8)
• 当U5输出为高电平时对于U6 振荡电路的振荡频率为： • 设阈值电压为VT1+、VT1• 根据555的内部电路有： 10k • C6的充电阈值为： V VCC T 1 10k R11 // 5k 5k 放电阈值为： VT 1 VCC 10k R11 // 5k 充电电路为：
555应用电路分类
555多谐振电路相关参数计算
• 用555定时器设计一个自由多谐振荡器 • 要求振荡周期T=1~10S，选择电阻、电容参数，并画出连 线图。最小振荡周期要求振荡周期T=1~10S，选择电阻、 电容参数，并画出连线图。解电路如图9-4所示，其振荡 周期C)RR(.T21270+=。如果选择 R1min=R2=3.9kΩ,C=100uF.则 • T=0.7(R1+R2)C =0.7×(3.9+R+2×3.9) ×100 =1~10S 最小振荡周期： Tmin=0.7×(3.9+2×3.9) ×100=819ms
ห้องสมุดไป่ตู้
二、设计方案及思路
• 1.1 整体电路构思
• 本次温度报警电路的设计我们用蜂鸣器作为报警电路的电 声元件，通过电压的变化来模拟温度的高低，以0℃为 0mV，温度每上升1℃，递增2mV； • 由于变化的电压值较小，所以我们采用放大电路对其进行 放大100倍，然后通过后级比较电路对电压进行比较，当 温度在10℃至30℃范围内（即电压在20mV至60mV时报 警器不发声响，当温度超过这个范围时，即当接收到的输 入电压（前级放大器的输出）小于2V（10℃时放大器的 输出为2V）或者大于6V时（30℃时放大器的输出为6V）， 输出高电平以驱动后级的发生报警电路，报警器发出声响， 并根据不同音调区分温度的高低，即当温度高于30℃时， 报警器发出两种频率交换的“嘀---嘟”声响；当温度低于 10℃时，报警器发出单音频率声响。 • 电路所需的直流电压由5V和12V直流电源提供。
0VT 2 0VT 2
高音振荡频率为： fH=1/T
• 根据参数、计算公式可得，双频的高低音持续时间以及高 低音频率只与和555外部连接的电容C和电阻R有关，因此 我们可以通过改变555外部电路的电容和电阻的大小来控 制多谐振荡电路的振荡周期，从而控制蜂鸣器发出声音的 高低和频率。 • U6的4端接D2端稳压输出电压，当D2为高电平（温度高 于300C即放大电路输出电压大于6V）时，此多谐振荡器 工作，蜂鸣器发出“嘀---嘟”的双频声音报警。
二、设计框图
• • •
根据整体构思，说设计电路分为四个模块： 直流电源、信号放大电路、比较电路和报警电路。 其中直流电源由变压器、整流桥、滤波电路、稳压器组 成； • 放大器的设计采用集成运放放大； • 比较器采用窗口比较器，通过电压的变化可以模拟实现高 温低温的变化； • 报警电路有单双频之分，选用555定时器件做成多谐振荡 器，以分别实现单双频报警。
VT 2
11
5k ( R11 // 10k )
VCC
R11 // 10k VT 2 VCC 2[5k ( R11 // 10k )]
T TH TL ( R9 R10 ) C6 ln
VCC VT 2 VCC VT 2
R10 C6 ln
A=(1+R3∕R2)
LM324的管脚图
• LM324是四运放集成电路，LM324工作电压范围宽，可用 电源3V～30V，或正负双电源±1.5V～±15V工作。它的 输入电压可低到地电位，而输出电压范围为0～VCC。它 采用14脚双列，它的内部包含四组形式完全相同的运算放 大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放 大器可用上图左示的符号来表示。
1、低温报警电路
• 此电路中4端口接窗口比较器的D1稳压输出，4端口为一 个复位端，当D1为高电平（温度低于10℃即放大电路输 出电压小于2V）时，此多谐振荡器工作，蜂鸣器发出单频 声音报警。 • 充放电时间为τ=RC • 充电时间为 • T1=(R4+R5)· C4· ㏑((Vcc－Vt-)／(Vcc－Vt+)) • 放电时间为 • T2=R4· C4· ㏑((Vcc－Vt-)／(Vcc－Vt+)) • 此振荡电路的振荡周期为 • T=T1+T2=(R5+2R4)· C4· ㏑((Vcc－Vt-)／(Vcc－Vt+)) • =(R5+2R4)· C4· ㏑2 • 占空比： • q=T1/T=(R4+R5)／（R5+2R4）
三、单元电路设计
• 1、直流电源电路设计
• 直流稳压5V、12V电源的设计，输入交流电220V（峰值312V）， 50Hz。 • 稳定直流电源设计的一般思路是让输入交流电压220V（峰值 312V）50Hz先通过变压器（降压到合适的数值，如16V），再 通过整流电路（将正弦波交流电压转换为直流脉动电压，即交直 流成分均有），然后经过滤波电路（减小电压的脉动），最后经 过稳压电路（使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻 的影响）。 • 采用整流桥实现整流的目的，以2200uF的大电解电容作为滤波 电路，采用固定式三端集成稳压器7805、7812来稳定输出电压。 • 如下图所示，220V（峰值311V）50Hz交流电经变压器220:16输 出两组独立的16V交流电，经整流桥、大电容滤波后分别经过集 成稳压块7812和7805作用得到+12V、+5V的直流输出电压。稳 压电源组成框图如图1所示：
555的管脚图
2 U CC 3