温度检测系统

单片机STC12C5A08S2引脚图
STC12C5A08S2引脚简介
• • 电源引脚 •
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vcc（40脚）：电源正极 gnd（20脚）：接地
XTAL1（19脚）：输入引脚
• 时钟引脚—接时钟电路
• XTAL2（20脚）：输出引脚 • 复位引脚：接复位电路—RST/VPD(9脚) • PSEN(29脚) • 控制引脚-辅助控制作用 ALE/PROG(30脚)：地址锁存允许端 • EA/VPP(31脚)
谢谢！
I/O端口引脚：连接单片机和外部设备，实 现数据的输 入/ 输出
P0.0—P0.7(39脚—32脚)：P0端口 P1.0—P1.7(1脚—8脚)：P1端口 P2.0—P2.7(21脚—28脚)：P2端口 P3.0—P3.7(10脚—17脚)：P3端口
单电机最小电路—复位与时钟电路
复位电路
RST——复位输入。确定单片机工作的起始状 态，完成其自启动过程。当振荡器工作时RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片 机复位。
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时钟电路
时钟电路向单片机提供一个正弦波信号作为单片机工作的 时间基准，决定单片机的工作速度。晶振提供的时钟频率 越高，单片机速度就越快。 STC12C5A08S2单片机的时钟产生方法有两种，内部时钟方 式和外部时钟方式。本设计采用内部时钟方式，利用芯片 内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件， 内部的振荡电路便产生自激振荡。振荡晶体可在1.2MHZ到 12MHZ之间选择。电容值无严格要求，但其取值对振荡频 率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响， CX1、CX2可在20pF到100pF之间取值本设计中，振荡晶体选 择12MHZ,电容选择30pF。
Ds18b20引脚图及内部结构图
DS18B20引脚图 DS18B20内部结构图
单片机简介
• 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超 大规模集成电路技术把具有数据处理能力 的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读 存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时 器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电 路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的 一个小而完善的计算机系统。本系统使用 单片机STC12C5A08S2。
硬件电路框图
键盘控制 STC12C5A08S2 主控模块 显示模块
系统工作流程：系统上电后，若一切工作正常，实时采集温 度数据，并对数据处理，既转换成温度值并通过数码管显示， 转换的温度与所设置的最高温度值与最低温度值进行比较，如 果测得当前温度超限，蜂鸣器就一直蜂鸣。通过按键可以设置 最高温度和最低温度。此系统可以测温范围-55℃-125℃。
超 限 报 警 模 块
报警电路采用三极管驱动蜂鸣器发声报警，此 电路连接方便，简单耐用。电阻的上端与单片 机的P1.3口连接。将采集的温度值与所设置的 最高温度和最低温度值进行比较，如果所采集 的温度超限，就报警。
5 调试
• 硬件调试：显示模块，按键模块，报警模 块，温度获取模块 • 软件调试：在KEIL软件中对.C文件进行调试。 • 软硬联调：将KEIL 软件中生成的.hex 文件烧 写到单片机中，进行软硬联调，用手捏住 DS18B20 管，会看到显示屏的温度不断上升， 当上升的温度超过设定的上限报警值时，蜂 鸣器会响起；用冰放在DS18B20 管处，会看 到显示屏上的温度迅速下降。
温 度 获 取 模 块
温度传感器DS18B20的第一个管脚接地，第三个管脚接 VCC，第二个管脚（DS18B20的数据线DQ）与单片机 STC12C5A08S2的P1.5口连接，实现传感器与微控制器之 间的数据传输。温度传感器DS18B20是单总线数字温度 传感器，无需外加A/D 即可输出数字量, 把温度信号直接 转换成串行数字信号供微机处理.
温 度 显 示 模 块
本系统所需显示的温度范围- 55 ℃ ～ + 125 ℃，所以只需四个数码管 就可以，选用四个连在一块的数码管，共有12个管脚，连接方便。单 片机P0口作为要显示的数据口,与数码管8个片选管脚对应连接。 其余四个管脚接与位选电路对应连接。采用四个PNP三级管来进行位 选。三极管的发射极接VCC，集电极对应连接四位数码管的标注为 SMX（X代表1、2、3、4）（SM1为数码管显示最低位，SM4为数码 管显示最高位）的管脚。每个三极管的基极先接一个4.7K的电阻，再 对应连接单片机的P2.0～P2.3口。
DS18B20 温度获取
报警模块
3 主要器件简介
• DS18B20简介 温度传感器DS18B20是单总线数字温度 传感器，无需外加A/D 即可输出数字量, 把 温度信号直接转换成串行数字信号供微机 处理，并且它只有三个管脚，与单片机连 接电路非常简单。该系统的DS18B20分辨率 采用默认值12位，精度为0.0625，温度量值 乘以精度就所测的温度值。
温度监测系统
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设计任务
测温范围为-55℃～+125℃ 数码管显示所测温度值 可用按键设置最高/低温度值 若所测温度超过设置的温度，蜂鸣器报警
2 设计分析
• 在工业生产过程和科研工作中很多时候需要对 温度进行测量和控制，数字式温度测量是采用 数码管直接显示出被测温度值，这种数字显示 不仅直观而且便于控制。 • 本课题的设计是基于DS18B20的温度显示系统。 该系统设计分为5个模块：主控模块、温度获 取模块、温度显示模块、按键控制模块和超限 报警模块。单片机从温度传感器获取数据并进 行处理，之后送入显示模块，按键用于设置上 下限温度，蜂鸣器用于超限报警。显示模块采 用四个数码管进行显示当前环境温度。
DS18B20特点
• 数据传输采用单总线(1 - Wire Bus)结构 ,无需外 围其它元件； • 测温范围为-55℃～+125℃,在-10℃～85℃时精 度为±0.5℃； • 以9～12位数字值方式读出温度; • 两种供电方式：寄生电源供电方式，外部电源 供电方式； • 具有可编程的温度报警功能； • 电源电压范围为3～5. 5V； • 低功耗 ，无外部供电电源也能可靠工作。
6 结论
• 本论文设计了基于单片机的温度检测控制 系统及仿真，系统采用DS18B20传感器检测 实时温度，通过对硬件电路的调试，各模 块均正常工作，实现了预期设计的功能， 达到了对温度的实时检测与控制的目的。 • 但也有很多可以改进的地方，如显示部分 可以用液晶显示；本系统所需显示的温度 范围- 55 ℃ ～ + 125 ℃，但温度可调整范围 是0℃ ～ +99℃，还需要后续的改进。
总电路图
4硬件电路简介
主 控 模 块
单片机STC12C5A08S2主控其他模块，通过单片机控制来采集温度 信息，将采集到的温度信息进行处理并用数码管显示所采集的当 前温度。如果所测当前温度超过设置的最高或最低报警温度，单 片机控制蜂鸣器使蜂鸣器蜂鸣，否则不蜂鸣。通过单片机控制按 键来设置最高或最低报警温度。
按 键 模 块
四个按键的下端都接地，上端都与单片机接。标注为inter的 按键接单片机P3.2口（外部中断0），inter按下，就进入中断， 此时显示已设置的最高或最低温度值，不再变化，为后面调 整超限温度值做准备。标注为shi的按键接单片机P1.0口,此按 键按一下，数码管所显示的十位温度数字加1，十位温度数字 可在0～9之间变化。一样，标注为ge的按键接单片机P1.1口, 此按键按一下，数码管所显示的个位温度数字加1，个位温度 数字可在0～9之间变化。标注为stop的按键接单片机P1.2口， 如果最高或最低温度设置完毕，就按下此键，退出中断。