自动温度测量报警系统设计
基于单片机的激光器温度监测与报警系统设计
3 . 2 主 要 模 块 的 电路 3 . 2 . 1单片机 最小系统电路图 单片机最小 系统,或者称 为最小应用系 统 ,是指用 最少 的元件 组成 的单 片机可 以工 作 的系 统. 对5 l 系 列单 片机来 说 ,最小 系统 般 应 该 包 括 : 单 片 机 、 晶 振 电路 、 复 位 电 路. 复位 电路 : 由电容 串联 电阻构成 ,当系 统 一上 电 ,R S T 脚 将会 出现 高 电平 。这 个高 电平 持续 的时间 由电路 的R c 值来决 定。适 当 组合 R C 的取值 可以保证可靠的复位。 晶 振 电路 : 典 型 的 晶 振 取 I l , 0 5 9 2 M H z ( 因 为 可 以准 确 地 得  ̄ 9 6 0 0 波特 率和 1 9 2 0 0 波特 率 , 用 于 有 串 口通 讯 的 场 合 ) / 1 2 M H z ( 产生精 确 的U S 级时歇 ,方便定时操作) 。 3 . 2 . 2 蜂 鸣 器 报 警 电 路 本设计采用 蜂鸣音报警 电路 ,蜂鸣器 的 额 定 电流 ≤ 3 0 m A 。而 对 于A T 8 9 C 5 1 单 片 机 ,P 3 口 的 灌 电流 为 1 5 m A ,由此可见 ,紧靠单片机 的P 3口 电流 是 不 能 驱 动 蜂 鸣 的 ,必 须 使 用 晶 体 管 放 大 电 路 , 为 了单 片机 功 率 更 小 , 所 以 使 用P N P 型 晶 体 管 , 当 激 光 器 的温 度 超 度 预 设值 时,基 极变 为低 电平,蜂鸣器工作 。 3 . 2 . 3 显 示 电路 本文采用 的是共 阴极数码 管,因而各数 码 管 的公共极 接 电源G N D,要 显 示 某 字 段 则 相应 的移 位寄存 器 7 4 H C 3 7 3 的 输 出 线 必 须 是 高 电平。P O 口接 8 个按键 ,分别编 号为 K E Y 1 - K E Y 8 。 当某个按 键按 下时 。某个 数就 显示 在数码管上 。 3 . 2 . 4 传 感 器 电路
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。
基于51单片机的温度报警系统设计
基于51单片机的温度报警系统设计温度报警系统是一种常见的安全监控系统,它可以监测环境温度,并在温度达到设定阈值时发出警报。
本文将介绍一个基于51单片机的温度报警系统的设计。
一、系统设计目标和功能本系统的设计目标是实时监测环境温度,并在温度达到预设阈值时发出警报。
具体功能包括:1.温度采集:通过温度传感器实时采集环境温度。
2.温度显示:将采集到的温度值通过数码管显示出来。
3.温度比较:将采集到的温度值与预设的阈值进行比较。
4.报警控制:当温度超过预设的阈值时,触发警报控制器。
5.报警指示:通过蜂鸣器或者LED灯等方式进行报警提示。
二、硬件设计本系统的硬件设计包括主控部分和外围部分。
1. 主控部分:使用51单片机作为主控芯片,通过AD转换器和温度传感器实现温度数据采集。
采用片内RAM和Flash存储器对数据进行处理和存储。
2.外围部分:包括数码管显示和报警指示。
使用数码管模块将温度值进行显示,使用LED灯或者蜂鸣器进行报警指示。
三、软件设计本系统的软件设计包括程序的编写和算法的设计。
1.程序编写:使用C语言编写单片机的程序。
程序主要包括温度采集、温度比较、报警控制和报警指示等功能。
2.算法设计:根据采集到的温度值与预设阈值进行比较,判断是否触发警报控制器。
同时,根据警报控制器的状态,控制报警指示的开关。
四、系统测试完成硬件和软件设计后,需要进行系统测试以验证系统的正确性和稳定性。
1.硬件测试:对硬件电路进行测试,包括电源、信号传输和外围器件等方面。
测试时需要注意电源的稳定性,信号的准确性和外围部件的工作状态。
2.软件测试:进行程序的运行测试,检查各功能是否正常运行。
特别关注温度采集和比较、报警控制和报警指示等功能。
五、系统性能分析对系统的性能进行分析,包括温度采集的准确性、报警控制的响应时间和报警指示的稳定性等方面。
1.温度采集准确性:主要受温度传感器的精度和ADC转换的准确性影响。
在设计中要选择合适的传感器和ADC。
温度检测报警电路设计
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业的逐步改造,温度自动检测和显示功能在很多领域得到广泛应用。
人们在温度检测的准确度、便捷性和快速等方面有着越来越高的要求。
而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求,其渐渐被新型的温度传感器所代替。
本文设计了一个温度检测报警器电路。
采用单片机AT89C51和温度传感器DS18B20组成温度自动测控系统,可根据实际需要任意设定温度值,并进行报警和处理,通过LM016L显示温度。
本文是从测温电路、主控电路、报警电路以及驱动电路等几个方面来设计的。
该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
另外,还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
此设计的优点主要体现在可操作性强,结构简单,拥有很大的扩展空间等。
关键词:AT89C51;DS18B20;LM016L;报警电路With the rapid development of modern information technology and traditional industrial transformation,the system of temperature automatic measurement and display system is widely used in many fields.people have a rising demand in temperature measurement accuracy,convenient, and velocity.Traditional temperature sensors have been unable to meet the people's demands,and have gradually been replaced by new-type temperature sensors.This article designs a temperature detection circuit,using a micro-controller AT89C51 and temperature sensor DS18B20,which composes temperature automatic control system,and temperature values can be setted according to the actual need and be controlled in time,then display temperature through LM016L.This design analysis the function in several parts,like temperature measurement circuit,control circuits,alarm circuits,driver circuit and so on.The device can directly transfer digital signal to the single-chip and make it convenient to process and control.In addition,it can also directly measure temperature with temperature measurement device,then largely simplify data transmission and process.The advantage of this design are mainly reflected in the stronger maneuverability,simple structure and larger room for expansion.Keywords:AT89C51;DS18B20;LM016L;alarming circuit目录第一章绪论 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 选题的目的及意义 (1)1.3 论文结构 (2)第二章设计的整体方案 (3)2.1 设计的主要内容 (3)2.2 设计性能要求 (3)第三章模块设计和器件的选择 (4)3.1 单片机的选择 (4)3.2 温度采集模块设计 (8)3.3 温度显示模块设计 (15)3.4直流电机驱动模块 (19)第四章系统电路设计 (21)4.1 主电路程序 (21)4.2 晶振复位电路 (21)4.3 温度采集电路 (24)4.4 按键电路 (26)4.5驱动电路 (26)4.6 报警电路 (27)4.7 电源电路 (28)第五章软件仿真 (30)5.1 软件介绍 (30)5.2 仿真过程 (30)第六章体会与展望 (34)6.1 设计总结 (34)6.2 设计前景 (34)附录A 系统总图 (36)附录B 系统程序 (37)参考文献 (53)外文资料 (65)致谢 (73)第一章绪论1.1 选题的背景随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的。
温度、湿度实时监测与报警系统的设计与实现
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方式还有一个弊端 — 共应1i)有很大的局限性,二 1 ,r 1 ) t 〕作人员不可能直接测!地‘电缆 A h 的表面温度; 去提取存有炸药、 炮等危险箭仓库温湿度数据的工作人员还要 鞭 : 承担一定
关键词 单总线;单片机; R 校验; e h CC Dli p ;通信协议
Ab ta t src
Ab ta t sr c
T i ppr rdcs k d r lie oir g s m r pr u ad h ae i oue a n o e -m m noi s t f t ea r n s n t i f t a t n ye b e m t e hmit cnrld cmpt, i icn ue f m n api t n. ppr u dy o t l b o u rw c s a b sd ay la osT e e i oe y e h h e o r p ci h a cm le bt t sf a ad d a ds n o p t oh o w r n hrw r ei . es h t e a e e g T e t a p 一 r e o nt R 8 t s so m o t 1 Wi s sr ad 45 nmii nt hi e May h ss y e d s e n e n S r a s n etcn u. n e q snos cnet t 1 r bs i ei n t mi l T e t clco s t n esr ae nc d 一Wi u a n lg t n s h d a l tn i r o e o e s le e a . a o e i t o t r a gte a b s . h a l tr epnilfr g n T e nl a clc r a r l ue Ec dtclc ir os e a i . kreo dt o et h s l s a a oe o s s b o r o h e e f a l o i MC , i t e ca e mesrm n, t l cm ui tn t t hs s U w c a s r o h h k h g f a e et cnr ad m nc i w h ot u o o n o ao i h e cnol. R 45 nmsi nt d u o t dt cl co s tn w i cn ot lrT e 8 t s i o eimae f a ol t n i , c a re h S r a s n s p h a e i t o h h e a
室内温度报警控制系统设计
室内温度报警控制系统设计
一、系统简介
1、本温度报警控制系统是一个程序控制的系统,用于对室内温度的
监测和报警。
它可以监测室内温度是否超出指定的范围,并及时发出报警
信息。
2、系统由控制模块、计算机模块和显示模块组成。
它主要目标是检
测室内温度并向用户发出报警信号,以确保人们在安全、正常的温度范围
内适应并且满足室内环境的调节需求。
二、系统流程
1、控制模块采用微控制器,接收到检测到的室内温度信号后,将其
发送给计算机模块。
2、计算机模块以及存储程序,将收到的温度信号进行处理,并将得
出的结果与设定的温度范围进行比较,以确定室内是否超出设定范围。
3、如果室内温度超出设定的范围,计算机模块将发出报警信号,并
通过显示模块将报警信号发送给用户,以及报警声音或者警报灯以提醒用户。
4、显示模块用以显示正常室内温度及设定的温度范围;而当室内温
度超出设定的范围时,显示模块将显示报警信号及相关信息。
三、系统硬件
1、控制模块:采用微控制器,负责接收室内温度信号及发出报警信号。
2、计算机模块:采用上位机,具有程序存储及运行功能;能够存储及运行室内温度。
温度报警系统设计
温度报警系统设计温度报警系统是一种用于监测和报警温度异常的系统。
它广泛应用于工业生产、仓储、实验室等场合,以确保人员和设备的安全。
温度报警系统的设计需要考虑传感器的选择、数据采集与处理、报警方式等方面。
以下是对温度报警系统设计的详细阐述。
一、传感器的选择在温度报警系统中,传感器的选择是非常重要的。
常见的温度传感器有热敏电阻温度传感器(PT100)、热电偶和红外线温度传感器等。
这些传感器具有不同的测量范围、精度和适用环境。
在选择传感器时,需要根据实际需要考虑到测量范围、精度要求和环境条件等因素,以确保传感器的可靠性和准确性。
二、数据采集与处理数据采集与处理是温度报警系统中的核心技术,它直接影响到系统的性能和可靠性。
数据采集可以通过模拟电路或数字电路实现。
在模拟电路中,采用模拟信号调理电路将传感器信号转换成可测量的电压或电流信号。
在数字电路中,采用模数转换器(ADC)将模拟信号转换成数字信号。
数据处理可以通过嵌入式系统或PC机实现。
在嵌入式系统中,采用微处理器或单片机进行数据处理和分析,并通过串口、网络接口或无线通信模块将数据发送给监控中心或其他设备。
在PC机中,采用计算机软件进行数据处理和分析,通过串口、网络接口或USB接口与其他设备进行通信。
三、报警方式声音报警可以通过蜂鸣器或扬声器实现,当温度异常时,系统会发出响亮的声音以引起人们的注意。
光闪报警可以通过LED灯或闪光灯实现,当温度异常时,系统会发出强烈的光信号以引起人们的注意。
手机短信报警可以通过GSM模块或无线通信模块实现,当温度异常时,系统会发送短信给相关人员以及监控中心,及时进行处理。
四、监控与管理温度报警系统的监控与管理是确保系统正常运行的关键环节。
监控与管理可以通过监控中心或计算机软件实现。
监控中心需要实时监测传感器数据、报警信息和设备状态,并进行相应的处理和记录。
计算机软件可以通过远程接入和数据分析等功能,实现对温度报警系统的远程监控、数据记录和报表输出等。
基于FPGA智能温度传感器监控报警系统的设计
基于FPGA智能温度传感器监控报警系统的设计概述本文将详细介绍基于FPGA智能温度传感器监控报警系统的设计。
该系统由FPGA、温度传感器和报警器等组成,可以实时采集环境温度数据并进行处理,同时还可以根据设定的报警阈值进行温度报警。
该系统具有实时性、准确性和灵敏度高等优点,在工业、仓储等领域有广泛应用价值。
设计方案系统硬件设计智能温度传感器智能温度传感器采用DS18B20数字温度传感器,其精度高、体积小、响应速度快、使用方便等优点,能够满足系统的需要。
传感器输出数字量信号,可通过FPGA进行处理并转化为模拟量信号。
FPGAFPGA是本系统的核心部件,负责实现数字信号处理和温度阈值报警功能。
我们选用Xilinx Spartan-6系列FPGA,其具有高速、低功耗、可编程等特点,同时还有丰富的外设资源可以扩展。
报警器为了保证报警的及时和可靠性,我们使用了声光报警器,其能够在温度超出设定阈值时及时报警。
系统软件设计VHDL设计我们采用了VHDL语言对系统进行设计,通过其高级抽象、可移植性强等特点,实现了可适应性强、代码简洁的设计。
其中,数字信号处理主要包含数据的采集、过滤和频率变换等部分;温度阈值报警主要包含数据的计算和闸门控制等。
界面设计为了让用户更加便捷地使用该系统,我们设计了简洁明了的界面,包括温度值显示、报警阈值设置和报警状态等。
系统实现硬件实现按照上述设计方案,我们完成了硬件电路的设计,其中智能温度传感器采用了标准接口,与FPGA连接顺畅稳定。
报警器也能有良好的响应效果。
软件实现通过VHDL语言,我们完成了数字信号处理和温度报警部分的代码编写,在模拟器中进行了仿真和调试,并进行了综合和布局。
最终在FPGA平台上进行了验证,并与界面进行了充分交互。
结果分析经过系统实现,我们完成了一个基于FPGA智能温度传感器监控报警系统的设计。
在实际测试中,该系统具有所需的准确性、灵敏度和实时性等特点,能够实时采集环境温度并进行温度阈值报警。
室内温度报警控制系统设计
室内温度报警控制系统设计一、概述二、系统组成与工作原理1.温度传感器:负责对室内温度进行实时监测,并将采集到的数据传输给控制器。
2.控制器:接收温度传感器采集的数据,并与预设的温度阈值进行比较。
当温度超出设定范围时,控制器将触发报警器,并发送控制信号给执行机构。
3.报警器:当控制器发出报警信号时,报警器会发出声光警报,以引起人们的注意。
4.执行机构:根据控制器的指令,执行机构负责进行温控操作,可以通过开关制冷设备或加热设备等方式,将室内温度恢复到设定范围内。
系统工作原理如下:1.温度传感器实时监测室内温度,并将温度数据传输给控制器。
2.控制器接收到温度数据后,与预设的温度阈值进行比较。
3.如果温度超出设定范围,控制器触发报警器,并发送控制信号给执行机构。
4.报警器发出声光警报,提醒人们注意室内温度异常。
5.执行机构根据控制器的指令,开启或关闭相应的温控设备,使室内温度恢复到设定范围内。
三、系统设计要点1.温度传感器选择:根据实际需要选择合适的温度传感器,如热敏电阻、热电偶或半导体传感器等。
要考虑传感器的测量范围、测量精度以及信号输出等特性。
2.控制器设计:控制器应具备接收温度传感器数据、比较温度阈值、触发报警器、发送控制信号等功能。
可以采用微控制器或单片机实现控制器的功能。
3.报警器选择:报警器应具备发出声光警报的能力,可以选择蜂鸣器或喇叭作为声音输出装置,并配置相应的指示灯作为光源。
4.执行机构设计:执行机构应根据不同的温度控制需求选择合适的设备,如空调、暖气等。
要考虑设备的功率、响应速度以及控制方式等特性。
5.系统可靠性设计:在设计室内温度报警控制系统时,要考虑系统的可靠性。
例如,在温度传感器故障或通信故障时,系统应能够进行故障检测并发出相应的报警。
四、总结室内温度报警控制系统设计涉及到温度传感器的选择、控制器的设计、报警器的选择、执行机构的设计以及系统可靠性设计等方面。
通过合理的设计和选择,可以实现对室内温度的有效监测和控制,提高室内温度的舒适度,并保证系统的可靠性和安全性。
温度上下限报警系统设计
西安郵電大學测控基础实验课程设计报告书系部名称:自动化学院学生姓名:专业名称:测控技术与仪器班级:10012012年6月4日至时间:2012 年6月15日温度上下限报警系统设计一、设计要求:(1)温度高于80摄氏度时,红灯亮并发出鸣叫声。
(2)温度低于30摄氏度时,绿灯亮。
(3)在30摄氏度到80摄氏度之间,两个灯都不亮。
二、设计方案分析 一、方案设计: 系统电路设计思路:通过温度的改变来阻碍热敏电阻阻值的转变从而操纵电桥电压,通过op07对基准电压与电桥分压电阻两头电压的比较,来操纵三极管是不是导通,进而操纵LED 灯的发光与否。
框图:器件的选择:热敏电阻101(一个)、op07(两个)、三极管9013(两个)、 LED 灯(红绿灯各一个)、蜂鸣器(一个)、电位器(两个)、 电阻假设干、导线假设干。
二、背景知识介绍:9013结构:NPN集电极-发射极电压 25V 集电极-基极电压 45V 射极-基极电压 5V 集电极最大电流 耗散额定功率工作温度 -55~150℃ 特怔频率 最小 150MHZ放大倍数:D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300 0P07结构:0P07,双列直插8脚。
OP07是高精度低失调电压的周密运放集成电路,用于微弱信号的放大。
若是利用双电源,能达到最好的放大成效。
它的第三管脚接输入正极,第二管脚接输入的负极,第七管脚接电源正极,第四管脚接地。
第六管脚输出。
超低偏移:150uV 最大低输入偏置电流:低失调电压漂移:℃三、电路仿真:1.温度高于八十摄氏度时:2.温度在三十到八十摄氏度之间时:3.温度低于三十摄氏度时:四、硬件设计:本实验采纳双路比较,中间为两个电桥,左电桥由左侧的滑动变阻器(左上角小方块)和热敏电阻(左上角小圆块)及两个阻值为470Ω的电阻(左下角)组成;右电桥由中间的滑动变阻器(中间上方小方块)和热敏电阻及两个阻值为470Ω的电阻组成。
基于单片机的温度控制及报警系统的设计
摘要温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一,随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用,利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发,本文设计了一种基于AT89S52的温度检测及报警系统。
该系统将单总线温度传感器DS18B20并接在控制器的一个端口上,对传感器温度进行循环采集,将采集到的温度值与设定值进行比较,当超出设定的上限温度时,通过电路给出报警信号。
用AT89S52单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容,是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分,该系统对温度进行了实时采集与检测。
文中给出了系统实现的硬件原理图及程序设计。
经实验测试表明,该系统测量精度高、抗干扰能力强、报警及时准确,具有一定的参考价值。
该系统设计和布线简单,结构紧凑,体积小,重量轻,抗干扰能力强,性价比高,扩展方便。
关键词:数字温度传感器;单总线;单片机AT89S52;时钟液晶显示;报警信号ABSTRACTTemperature detection and control of industrial production process, one of the more typical applications, with sensors in production and life is more widely used, using a new single-bus digital temperature sensor to achieve the test and control the temperature more rapidly development, this paper is designed based on AT89S52 temperature detection and alarm systems. The system will be a single-bus temperature sensor DS18B20 and connected to a port on the controller, the temperature sensors on loop collection, the temperature will be collected to compare with the set value, when the temperature exceeds the upper limit set , through the circuit gives alarm signal. The main content of this design is temperature testing circuit that uses AT89S52 single-chip microcomputer .It is a part of the whole design that cannot be lacked. The system is used to collect and control temperature in real time.In this paper, it gives the system implementation of hardware and program designing. The experimental tests show that this high accuracy, strong anti-interference ability, alarm timely and accurate, with a certain reference value. The system design and layout simple and compact structure, small size, light weight, anti-jamming capability, cost-effective to expand convenience.Key Words:Digital temperature sensor; Single bus; Monolithic Integrated AT89S52; Lcd clock;Alarm signal目录1绪论 (1)1.1课题的背景与意义 (1)1.2温度检测及国内外报警系统的近况 (1)1.3温度参数、温度检测、报警系统 (3)1.3.1温度范围 (3)1.3.2温度测量 (3)1.3.3报警系统 (3)2系统总体设计方案 (4)3液晶显示电路和时钟电路的设计 (6)3.1液晶显示模块的设计 (6)3.1.1TS12864液晶显示器简述 (6)3.1.2TS12864-3主要特性及各引脚功能 (6)3.1.3 TS12864-3液晶显示器工作原理 (7)3.2时钟电路的设计 (7)3.2.1时钟电路的简述 (7)3.2.2时钟电路的引脚功能及结构 (8)3.2.3时钟电路工作原理 (8)4报警系统硬件设计和单片机温度控制 (10)4.1温度控制系统硬件设计 (10)4.1.1主控制单片机 (10)4.1.2AT89S52的特点 (10)4.1.3AT89S52主要功能及特性 (10)4.1.4单片机最小系统模块 (12)4.2报警系统的设计 (13)4.2.1报警系统蜂鸣器的特性 (13)4.2.2报警系统工作原理 (14)4.3 DS18B20芯片简介 (15)4.3.1温度传感器的历史及简介 (15)4.3.2DS18B20性能特点及内部结构 (15)4.3.3DS18B20工作时序 (19)4.3.4DS18B20的操作协议 (21)4.3.5DS18B20序列号编码 (23)4.3.6DS18B20的测温原理 (23)4.3.8DS18B20在测温系统中的应用 (24)4.3.9注意事项 (24)4.4温度检测模块的设计 (25)4.5温度控制系统的设计 (26)5系统调试 (27)5.1硬件调试方法 (27)5.1.1常见的硬件故障 (27)5.2软件调试 (27)5.3误差分析 (28)结论 (29)参考文献 (30)附录1:英文资料 (31)附录2:中文资料 (36)附录3:程序 (40)附录4:总原理图 (56)致谢............................................. 错误!未定义书签。
温度采集报警系统的设计和实现
特 点可 造成 N位 同时显 示的 效果 。
21年3 干 O 0 月
商品与质 量
理 研究 论
温度采集报警系统的设计和实现
口胡 思远
( 西北 民族大学数学与计算机 科学学院 甘 肃兰州 703 ) 300
摘 要: 本文对温度 采集与报 警系统的现状与适用性进行 分析, 并针对 目前温度 采集报 警系统 的缺 陷与不足 进行改进 , 主要在 上 面做 了部 分 改 进 。 关键词 : 温度采集; 警系统适 用性 报
该系 统采 用 A 8C l 为微控 制器 , 用 4 4矩 阵式键 盘作 T95 作 使  ̄ 为用户输 入设 备 , 用 D 1B 0 为温 度 感应 设备 。系统 从键盘 采 S 82 作 录 入用户 输入 的数据 并保 存 到数据 存 储器 中, 温度 感 应器 所采 将 集到 的温度 根据 用户 设 定 的模 式 与用 户 的数据 进行 比较 , 用两 并 位 L D 将所 采集 到 的温 度 值进 行 显示 , E 在一 定控制 模式 下 , 当温
高 的显 示亮度 , 占用 C U 时 间少 , P 编程 简单 等优 点 , 其 占用的端 但 口线 多 , 硬件 电路 复杂 。
机 之后 对各个 功 能部件 进行 初始 化 ,之 后读 取温 度值 信息 ,并在 L D 数码 管上显 示 出来 , E 如此 在读 数. 示 之间 循环 , 盘输 入采 显 键 用 中断方 式 ,当用户 想设 置或 者更 改模 式 时只 需从键 盘 上进 行操 作 , 不需 对系 统进 行复 位操 作 , 而 每次 输入 三个 数据 [ 格式 为 : 设 预
嵌入式系统课程设计(温度检测报警系统)
一、系统要求使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统,具体要求:1、使用热敏电阻或者内部集成的温度传感器检测环境温度,每0.1秒检测一次温度,对检测到的温度进行数字滤波(可以使用平均法)。
记录当前的温度值和时间。
2、使用计算机,通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。
3、使用计算机进行时间的设定。
4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。
5、若超过上限值或者低于下限值,则STM32进行报警提示。
二、设计方案本次课程设计的要求是使用STM32F103设计一个温度测控系统,这款单片机集成了很多的片上资源,功能十分强大,我使用了以下部分来完成课程设计的要求:1、STM32F103内置了3个12位A/D转换模块,最快转换时间为1us。
本次课程设计要求进行温度测定,于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的内部信号源进行转换。
当有多个通道需要采集信号时,可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换,本设计只采集一个通道的信号,所以不使用扫描转换模式。
本设计需要循环采集电压值,所以使用连续转换模式。
2、本次课程设计还使用到了DMA。
DMA是一种高速的数据传输操作,允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据,不需要微处理器干预。
使能ADC的DMA接口后,DMA控制器把转换值从ADC数据寄存器(ADC_DR)中转移到变量ADC_ConvertedValue中,当DMA传输完成后,在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的内容就是ADC转换值了。
3、STM32内部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接,此通道把传感器输出的电压值转换成数字值。
STM内部的温度传感器支持的温度范围:-40到125摄氏度。
利用下列公式得出温度温度(°C)={(V25-VSENSE)/Avg_Slope}+25式中V25是VSENSE在25摄氏度时的数值(典型值为1.42V)Avg_Slope是温度与VSENSE曲线的平均斜率(典型值为4.3mV/C)利用均值法对转换后的温度进行滤波,将得到的温度通过串口输出。
温度报警器的系统设计原理
温度报警器的系统设计原理
温度报警器的系统设计原理基于以下几个方面:
1. 温度传感器:温度报警器需要使用温度传感器来检测环境温度。
常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。
温度传感器将环境温度转换为电信号。
2. 控制电路:控制电路用于处理温度传感器的电信号。
它通常包括一个操作放大器和一个比较器。
操作放大器将温度传感器的电信号放大,以便于后续处理。
比较器将放大后的信号与预设的温度阈值相比较,以确定是否触发报警。
3. 报警装置:报警装置用于发出报警信号。
它可以是声音报警、光线闪烁报警或者是通过网络发送警报等形式。
报警装置的选择取决于具体的应用场景。
4. 电源:温度报警器需要一个供电系统,以提供所需的电力。
可以使用电池、电源适配器或者是太阳能电池板等。
整个系统的工作流程如下:
1. 温度传感器检测环境温度,并将其转换为电信号。
2. 控制电路处理传感器信号,将其放大并与预设的温度阈值进行比较。
3. 如果检测到温度超过或低于预设的温度阈值,控制电路将触发报警装置。
4. 报警装置发出报警信号,提醒用户注意温度异常。
根据具体的应用场景和要求,温度报警器的设计可能会有所不同。
例如,在一些高风险的环境中,报警装置可能会将报警信号发送到安全人员的手机上,以便他们能够快速做出相应的应对措施。
温度控制报警电路的设计
温度控制报警电路的设计随着电子产业的发展,温度控制对于生产安全与质量控制有着重要的意义,工业技术中的温度控制的系统的设计越来越重要,温度控制系统的控制电路越来越复杂,以及温度报警电路的设计也越来越重要。
本文就结合实际情况,介绍温度控制报警电路的设计。
一、报警电路的输入部分:报警电路的输入部分主要包括热释电元件、传感器及温度表示仪等,前者用于量测温度大小,后者用于根据热释电元件的输出电压值显示温度大小。
报警电路的控制系统分为配置控制模块和报警信号输出模块。
配置控制模块由温度控制器、电源和信号发生器等组件构成,它将温度控制器设定的参数输出为电信号,以控制温度表示仪的参数,以及报警信号输出模块,它可以根据设定的报警温度阈值自动输出声、光、电等报警信号。
报警电路的分析可以从它的电路原理与报警标准入手。
电路原理,报警电路的结构主要有电源、信号发生器、温度控制器、温度报警装置及连接元器件等部分组成;报警标准,报警时要输出声、光、电等报警信号,报警的温度阈值需根据实际情况来确定,最高报警温度不宜超过100℃,以免损坏被检测的系统。
四、实施步骤:1.确定电路结构,根据实际情况确定报警电路的元件电器型号,排列各元件电路板,然后将电路元件焊接安装组装;2.安装传感器或热释电元件,根据实际要求确定测量的温度范围;3.调试控制器,调节参数以控制各模块的工作状态;4.调试报警装置,确定报警温度阈值,调整输出声、光、电等报警信号的参数;5.最后,进行有效性检验,测量电路相关指标,确定报警电路的性能指标及可靠性。
综上所述,温度控制报警电路的设计必须包括输入部分、控制系统和报警设备等各个环节,并实施步骤进行系统的调试,最终确定相关性能指标及可靠性。
自动温度测量报警系统设计
包 头市 中心 血 站 张 瑞 .5 随 着 社 会 主 义 现 代 化 的发 展 ,在 科 学 断 ,来 实现将 温度 控制 在一 定 的范 围内 。温 可 以到达 0 2 ℃ 的准确 率 。其输 出 电压与 摄 技术 突飞猛 进 的今 天 ,人工 智能 起不 不可 忽 度 检 测 报 警 系 统 由硬 件 和 软 件 两 个 部 分 组 氏温度 成线 性关 系 ,并且这 种关 系可 以表 示 E 显示模块 、温 为 : 视的 作用 。尤 其 是各种 智 能化 的仪器 、仪表 成 。其系统 软件部 分主要 由LD V= . 1 O 0 7 () 1 在医 疗卫 生领 域 的广泛 应用 给社 会 带来 了极 度采集 模块 、键 盘模 块 、控 制及 抗干 扰模 块 或者 : 大 的便 利 。在工 业生 产 中, 电流 、电压 、温 及非 硬件 电路 的软件 模块 等 几个模块 组 成 。 T V/ 0 V = o 1m () 2 度 、压 力 、流量 、流 速和 开关 量都 是常 用的 软件 设计 的主 要 内容包括 :各 模块 的软 件编 式 中 ,v 为 传 感 器 的输 出 电 压 , 单 位 o 主要被 控 参数 。其 中 ,温度控 制 也越来 越重 程 、系统调 试及主要技术性 能的测试等 。 v T 外界 环 境 中 的温 度 ,单 位 ℃ 。 由于 , 是 要 。在工 业生 产 的很 多领域 中 ,人们都 需要 1 系统硬 件设 计 M5 5℃ 对各 类加 热炉 、热 处理 炉 、反应 炉和锅 炉 中 尽 管 目 市 场上 单片机 的 品种 多样 ,功 L 3 能 够 测 量 的最 高温 度 是 1 0 , 由式 前 能 也越 来越 多 ,但是 受成本 约束 ,性 能优 良 ( )可 得 其最 大输 出 电压 为 1 5 。为 了能 1 .V 的温 度进 行检 测和 控制 。采 用单 片机 对温 度 D8 2 进 行控制 不仅 具有 控制 方便 、简 单和 灵 活性 的8 单片 机仍 然 是 工业 检 测与 控 制应 用 领 够 与A 7 1 的输 入进 行 匹配 ,故需 要对 传感 位 器 的输 出 电压 进 行 放 大 ,放 大 的倍 数 约 为 大等 优 点 ,而且 可 以大 幅度 提 高被控 温度 的 域 的 首选 。 本系 统就是 以A M L T E 公司 的A 8 C l T 9 5 单片 3 3 倍 。可采 用集成 运放 连接 成 同向放 大器 .3 技 术指标 ,从而 能够 大大 的提 高产 品的 质量 和 数量 。 因此 ,单片 机对 温度 的控制 问题是 机为 中心 ,通 过模数 转换 器A 7 1 对温度 传 来实 现 电压放 大的 功能 。经过 放大 后 的 电压 D 82 V 个 工业 生产 中经 常会遇 到 的控制 问题 。温 感器 的输 出 电压进 行模数 转换 ,再将转 换结 约 为5 ,恰好 能够 与模 数转 换部 分 的输入 相 所 度 控 制在 生活 中 的应 用 也尤 为广泛 ,比如根 果送 入单 片机 进行 相应 的处 理 ,通过编 程分 匹 配 。该部分 电路 设计 如 图l 示 。
数字温度计显示报警系统设计
图 4 程 序 主 系 统 流 程 图
4 . 结 论
作者 简介 :刘鹏 飞 ( 1 9 9 2 一) ,男,山东平原人
我 们通 过 对 车刀 测 量 目标 的 分析 , 确 静 态 调 试 中 ,对 系 统 硬 件 进 行 了初 步 调 试 , 只是 排 除 了一些 明显 的静 态 故障 。 系 统在 的硬 件故 障 主 要是 靠 联机 在线 仿 真 来 排 除 的 。 在 断 电 情 况 下 ,插 上 所 有 元 器 件 , 并把 在线 仿 真 器与 系 统相 连 ,打 开 系 统 电源 ,启动 在 线 仿真 器 后开 始在 线 仿 真 调 试 。 再 进 行 软 件 设 计 、 调 试 的 过 程 , 分 为 以 下几 步进 行 :第 一 步 ,建 立用 户 源程 序 。按 照 单 片机 汇 编程 序 所要 求 的格 式 、 语 法规 定 ,把 源 程序 输 入 到编 程 软件 中 , 并 保存 ;第二 步 , 在编 程 软件 中,对 输入 的源 程 序 进行 编 译 ,直 至 语法 错 误全 部 纠 正 为止 。如无 语 法错 误 ,则进 行 下一 个 步 骤 ;第 三 步 ,动 态在 线 调 试 。这 一步 是对 源 程序 进 行调 试 。必须 要 有在 线 仿真 器 配 合 ,才 能 对源 程 序进 行 调 试 ;第 四步 ,将 调 试 完 毕 的用 户 程 序 通 过 E P R O M 编程器, 固化 在E P R O M 中。从 实质 上讲 ,系统 软件 的 调 试 是对 软硬 件 的 综合 调 试 ,一 方面 要 排 除 软件 错 误 , 同时 进一 步 解决 硬件 部分 的 遗 留 故障 。对 系 统 硬软 件 的综 合 调试 是完 成 系统 功 能 的最 后 一步 调试 ,也就 是 系 统 功 能实 现 的调 试 。通 过 上两 大 块 的调 试 , 系 统 的一 些 明显 故 障 已经被 排 除 ,但 这还 不 能保 证 系统 在 使用 中就 能够 正常 工 作 , 实现 理 想 功能 ,所 以这 一 步 的调试 是 至 关 重要 的, 需要 十 分丰 富 的调 试 经验 ,要根 据 系统 实 现 的结 果 ,能够 仔 细 分辩 故 障部 位 ,这样才 能保证我 们调 试的准确 性 。 五 、总结 本 文 所 设 计 的 这 款 “数 字 温 度 计 显 示 系统 ”,从 构 思到 设 计功 能 上具 有 很 强
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自动温度测量报警系统设计
随着社会主义现代化的发展,在科学技术突飞猛进的今天,人工智能起不不可忽视的作用。
尤其是各种智能化的仪器、仪表在医疗卫生领域的广泛应用给社会带来了极大的便利。
在工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中,温度控制也越来越重要。
在工业生产的很多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
因此,单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。
温度控制在生活中的应用也尤为广泛,比如根据温度来控制热水器、电风扇等与温度有关的设备。
设计基本完成了从温度的采集、转换、显示以及控制的一系列任务。
设计采用采样值和键盘设定值进行比较运算的方法来简单精确地控制温度。
它的整体思想是先通过键盘输入设定温度的范围,保存在单片机中指定单元,再利用温度传感器LM35进行信号的采集,送入单片机中,保存在采样值单元。
然后把采样值与设定值进行比较运算,得出控制量,从而调节继电器触发端的通断,来实现将温度控制在一定的范围内。
温度检测报警系统由硬件和软件两个部分组成。
其系统软件部分主要由LED显示模块、温度采集模块、键盘模块、控制及抗干扰模块及非硬件电路的软件模块等几个模块组成。
软件设计的主要内容包括:各模块的软件编程、系统调试及主要技术性能的测试等。
1.系统硬件设计
尽管目前市场上单片机的品种多样,功能也越来越多,但是受成本约束,性能优良的8位单片机仍然是工业检测与控制应用领域的首选。
本系统就是以ATMEL公司的AT89C51单片机为中心,通过模数转换器AD7812对温度传感器的输出电压进行模数转换,再将转换结果送入单片机进行相应的处理,通过编程分析处理的结果,最后决定是否报警。
下面分别介绍各个硬件功能模块的设计。
1.1 温度传感器设计
温度传感器是感知外部环境中温度变化的重要元件,它是外界与本系统的接口。
它将外界温度的变化转化成电压的变化,这样通过对电压的处理与分析就可以间接地测量出外界温度。
本系统采用的温度传感器为LM35,该温度传感器由美国国家半导体公司生产,在常温下,不需要额外的校正处理就可以到达0.25℃的准确率。
其输出电压与摄氏温度成线性关系,并且这种关系可以表示为:V0=0.017 (1)
或者:
T=V0/10mV (2)
式中,V o为传感器的输出电压,单位V,T是外界环境中的温度,单位℃。
由于LM35能够测量的最高温度是150℃,由式(1)可得其最大输出电压为1.5V。
为了能够与AD7812的输入进行匹配,故需要对传感器的输出电压进行放大,放大的倍数约为3.33倍。
可采用集成运放连接成同向放大器来实现电压放大的功能。
经过放大后的电压约为5V,恰好能够与模数转换部分的输入相匹配。
该部分电路设计如图1所示。
1.2 A/D转换设计
经过温度传感器转换后的输出电压值不能直接送入单片机中进行处理,还必须在它们之间增加A/D转换装置。
本文中选择AD7812作为A/D转换器。
AD7812是由Analog Devices公司生产的一种串行接口的10位8通道A/D转换器。
与一般的并行接口A/D转换器相比,它的优点在于能够节省处理器的引脚资源。
节省下来的引脚资源可以进一步的对系统进行扩展,以使其功能更加强大。
在AD7812内部有8路模拟开关可以采集8路模拟信号,这里只需要将经放大的传感器输出信号输入到其中任意一路即可,为了简便起见,就取其中的第1路模拟开关作为输入信号的通道。
由于AD7812内部具有转换时钟源,因而不需要外部提供时钟源。
单片机只需要通过它的串行时钟输入、数据输出、数据输入、转换输入4根引脚就可以对其进行控制。
该部分电路设计如图2所示。
1.3 单片机处理器电路设计
AT89C系列单片机是一款低电压,高性价比8位单片机。
与MCS-51单片机相比,它有两大优势:第一,片内存储器采用闪速存储器,使程序的写入更加方便;第二,推出了更小尺寸的芯片,使电路的尺寸更小。
AT89C51是该系列中一种带4KB容量可编程可擦除只读存储器和128字节随机存取数据存储器(RAM)的高性能8位单片机。
它采用ATMEL的高密度非易失存储器制造技术,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚兼容。
总之,ATMEL的AT89C51单片机为嵌入式控制系统提供了一种高性价比的实现方案。
AT89C51提供以下标准功能:4K字节的Flash闪存存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,2个16位定时/计数器,1个5向量两级中断结构,1个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。
同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
在本文中该中央处理电路如图3所示。
1.4 异常情况报警电路设计
报警电路的作用是在出现异常情况时及时地提醒工作人员尽快采取措施,减少危险,避免灾难性后果的出现。
因此,在设计报警电路时,应该让它的报警行为能够迅速被人察觉,以进一步采取相应措施,避免或减少危害带来的损失。
现代科学研究证明,通过刺激人的视觉与听觉能够较好地达到报警的目的。
并且,闪烁的灯光与断续的声响最能够引起人们的注意。
基于上面的这种考虑,在设计中使用了74LS0 0、74LS04等集成门电路芯片组成的脉冲信号发生器来控制声音的断续和灯光的亮灭。
外界环境中的温度被温度传感器所采集,温度传感器会将此时的温度转换成电压值,该电压值经过匹配后送入A/D转换器,经过转换之后的数据送入单片机进行处理。
单片机按照编制好的程序进行处理,如果确实此时的温度超过了人们凭借经验设定的阈值,单片机将通过指令使P0.0、P0.1两口输出为高电平(约为+5V),使得扬声器与发光二极管生成报警信号。
该部分的电路设计如图4和图5所示。
2.系统软件设计
为了便于程序的修改,将系统按照模块化的方法进行设计。
该系统由温度采集、A/D转换、数据处理、报警输出4个模块部分组成。
温度采集是由温度传感器LM35完成,A/D转换和报警输出是由单片机进行控制的。
而数据处理部分则是单片机接收到A/D转换器送来的数据后,在单片机内部完成的,其结果将决定报警输出模块是否工作。
系统的工作流程是:LM35采集温度,并且将温度信号转换成电信号:A/D 转换将线性放大后的模拟电信号进行A/D转换,使之成为单片机能够处理的数字信号;单片机通过处理转换后的数字信号来分析采样的温度值,并将分析结果送到报警输出电路中;报警输出电路根据分析的结果做出相应的反应。
系统的软件设计流程图如图6所示。
2.1 A/D转换模块
A/D转换器在启动之前需要对其进行初始化,否则会影响后面的使用。
根据图2的连接方式,初始化时将单片机的P1.4口置1,然后软件启动一次转换过程即可。
在转换的过程中。
由于任何A/D转换器都会有一定的转换时间,所以在转换时要设置一定的延时,并且该延时要略长于器件的转换时间。
由于AD1812的转换时间约为2.3μs,在程序中可以将延时设置为3μs,以保证转换过程的顺利进行。
2.2 中央处理模块
这部分模块的软件设计主要包括单片机对A/D转换模块的控制、单片机处理送来的数据以及单片机对报警系统的控制3大部分。
对A/D模块的控制主要包括对AD7812进行有关控制字的写入以及对P1口的引脚的置位与清零操作;数据处理部分主要是将外界温度转换过来的电压值与预先的经验阈值进行比较,进而决定是否启动报警系统;报警系统的设计则是根据数据处理的结果对P0口进行清零或是置位,来启动或停止报警电路。
3.结束语
主要设计了一种自动温度测量报警系统,该系统的设计主要基于AT89C51单片机,中央处理单元与外围扩展模块的构造简单,整个系统实现成本较低。
由于LM35是采用单电源供电方式,因此该系统只能够在5-150℃的范围内工作,可以作为常温下的报警装置使用,尤其是在一些对温度较敏感的电气设备内部,可以起到防止设备故障的作用,故而具有一定的实用价值。
在设计中没有使用并口的A/D转换AD0 809而是使用了串口转换的AD7812为单片机节约了许多端口资源,可以利用这些资源扩展LED或LCD显示系统,也可制成温度的测量与报警系统,使其功能更加完善。