简易温度报警器的

10K 9 31 29 30 10 11 12 13 14 15 16 17 RST EA/VPP PSEN ALE P3.0/RxD P3.1/TxD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
D1 GND
20
VSS STC89C52
GND VCC 10K R VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 GND E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LEC_A LEC_K GND VCC VO RS R/W
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系统硬件设计
STC89C52标识分别解释如下： STC89C52标识分别解释如下： 标识分别解释如下 STC—表示芯片为STC公司生产的的产品 STC—表示芯片为STC公司生产的的产品。 公司生产的的产品。 8—表示该芯片为8051内核芯片。 表示该芯片为8051内核芯片 内核芯片。 9—标示内部含Flash E2 PROM存储器。 标示内部含Flash PROM存储器 存储器。 C—标示该器件为COMS产品。 标示该器件为COMS产品。 COMS产品 5—固定不变。 固定不变。 2—表示该芯片内部程序存储空间大小，1为4KB。2为 表示该芯片内部程序存储空间大小， 4KB。 8KB， 8KB，3为12KB。 12KB。
3.1 DS18B20初始化时序
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开 始
初始化1602液晶 和传感器DS18B20
设置温度上限值
K1键是否按下
Y N
启动温度转换 显示设置温度值
Y
温度换算及显示
温度在允许范围
蜂鸣器报警
图3 系统流程图
系统软件设计
初始化时序包括一个主机发出的复位脉冲以及从机的应答脉冲， 初始化时序包括一个主机发出的复位脉冲以及从机的应答脉冲， 这一过程如图4所示，复位脉冲是一个480~960us的低电平 的低电平， 这一过程如图4所示，复位脉冲是一个480~960us的低电平，然后 释放总线将总线拉至高电平，时间持续15~60us。之后， 释放总线将总线拉至高电平，时间持续15~60us。之后，从机开始 向总线发出一个应答脉冲，该脉冲是一个60us~240us的低电平信 向总线发出一个应答脉冲，该脉冲是一个60us~240us的低电平信 表示从机已准备好。在初始化过程中， 号，表示从机已准备好。在初始化过程中，主机接收脉冲的时间最少 480us。 为480us。
2.2 DS18B20数字温度传感器
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系统硬件设计
DS18B20数字温度计是 DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－ 数字温度计是DALLAS公司生产的 公司生产的1 Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。 Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。 因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通 因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单， 信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。它的测 量温度范围为-55～+125℃ DSI8B20可以程序设定 量温度范围为-55～+125℃。DSI8B20可以程序设定 9～12位的分辨率,精度为±0.5℃。可以选择更小的封装 12位的分辨率 精度为±0.5℃ 位的分辨率, 方式,更宽的电压适用范围。 方式,更宽的电压适用范围。分辨率设定及用户设定的报警 温度存储在EPROM中 掉电后依然保存。 温度存储在EPROM中,掉电后依然保存。本次设计温度报 警系统的温度采集就由DSI8B20完成 完成。 DSI8B20的 警系统的温度采集就由DSI8B20完成。将DSI8B20的 GND脚接地 GND脚接地,VDD脚接高电平,而单总线DQ脚接单片机的 脚接地,VDD脚接高电平 而单总线DQ脚接单片机的 脚接高电平, P1.4脚 具体的采集电路如图1所示。 P1.4脚,具体的采集电路如图1所示。
图4 DS18b20初始化 DS18b20初始化
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系统软件设计
DS18B20的读时序 DS18B20的读时序 对于DS18B20的读时序分为读 时序和读1时序两个过程。 的读时序分为读0 对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。 对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后 的读时隙是从主机把单总线拉低之后， 对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15 微秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上 把数据传输到单总线上。 微秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。 DS18B20在完成一个读时序过程 至少需要60us才能完成 DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。 在完成一个读时序过程， 才能完成。
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二、系统硬件设计
本系统以STC89C51为中央处理单元 本系统以STC89C51为中央处理单元,利用 为中央处理单元, 数字温度传感器DS18B20对温度信号进行采集 对温度信号进行采集, 数字温度传感器DS18B20对温度信号进行采集, 采集到的信号被送到STC89C51中 采集到的信号被送到STC89C51中, 将采集到的 温度值与初始设定好的最高温度和最低温度进行 比较, 比较, 如果小于最低温度或大于最高温度则利用蜂 鸣器进行报警。 鸣器进行报警。系统的操作与温度值都能够在 LCD上显示出来 LCD上显示出来。 上显示出来。 2.1 中央处理单元——STC89C51
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VCC
C1 220pF C2 GND VCC 220pF C3 10uF R1
U1 VCC Y1 12M 19 18 XTAL1 XTAL2 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 40 U2 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 VDD I/O GND S1 SW-PB S2 SW-PB R3 220 R4 220 LED R5 220 Q? NPN Speaker LED D2 DS18B20 GND VCC 3 2 1 R2 4.7K
GND
* 1602
图2 温度报警器原理图
三、系统软件设计： 系统软件设计：
软件部分采用模块化程序设计，其流程图如图3所示，其 软件部分采用模块化程序设计，其流程图如图3所示， 程序采用C语言进行编写，主要完成LCD1602初始 中，程序采用C语言进行编写，主要完成LCD1602初始 DS18B20初始化从 初始化从DS18B20读取数据 读取数据、 化、DS18B20初始化从DS18B20读取数据、向 DS18B20写数据及温度转化等子程序的编写 DS18B20写数据及温度转化等子程序的编写。 写数据及温度转化等子程序的编写。 此外，在进行程序的编写时，一定要严格保证DS18B20 此外，在进行程序的编写时，一定要严格保证DS18B20 读写时序的正确性，否则无法读取测温结果。 读写时序的正确性，否则无法读取测温结果。其初始化时 序和写时序的程序分别如下： 序和写时序的程序分别如下：
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图1 温度采集电路
2.3 LCD1602显示模块
本设计使用的1602液晶是一种点阵液晶显示器,电压 驱动为5V，带背光，每行显示16个字符，一共可以显示
系统硬件设计
两行。1602是字符型液晶，即只能显示ASCII 是字符型液晶， 两行。1602是字符型液晶 即只能显示ASCII 码字符，如数字、大小写字母、各种符号等， 码字符，如数字、大小写字母、各种符号等，不 能显示汉字。内置含128个字符的 个字符的ASCII字符 能显示汉字。内置含128个字符的ASCII字符 集字库，只有并行接口，无串行接口。 集字库，只有并行接口，无串行接口。工作温度 一般在-10到+50度 存储温度一般在-20到 一般在-10到+50度,存储温度一般在-20到 +70度 +70度。 下图2为本设计的原理图： 下图2为本设计的原理图：
图6 DS18B20写时序 DS18B20写时序
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系统硬件设计
本设计选用的中央处理单元是STC89C52单片机， 本设计选用的中央处理单元是STC89C52单片机， 单片机 STC89C52是一种带 字节闪烁可编程可擦除只读存储 STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储 是一种带8K FPEROM— Eras器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压高性能CMOS8 Memory）的低电压高性能CMOS8 位微处理器,俗称单片机。 位微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以 反复擦除。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造 反复擦除。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造 技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼 技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼 其优点有三： 容。其优点有三： 低功耗、低价； (1)低功耗、低价； 高速、高可靠； (2)高速、高可靠； 抗静电、干扰能力强； (3)抗静电、干扰能力强；
图5 DS18B20读时序 DS18B20读时序
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系统软件设计
DS18B20的写时序 DS18B20的写时序 对于DS18B20的写时序仍然分为写 时序和写1时序两个过程。 的写时序仍然分为写0 对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。 对于DS18B20写 时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时， 对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时， 单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在 能够在15us到 单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us 之间能够正确地采样IO总线上的 0”电平 当要写1时序时， 总线上的“ 电平， 之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线 被拉低之后， 15us之内就得释放单总线 将总线拉为高电平。 之内就得释放单总线。 被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。将总线拉为高电平。此 两个写周期之间至少要有1us的恢复时间 的恢复时间。 外，两个写周期之间至少要有1us的恢复时间。
简易温度报警器的设计 报告 :xxx
工 学
主要内容
实现功能 系统的硬件设计 系统的软件设计 测温系统仿真和实物调试 结论
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一、实现功能
使用51单片机、1602液晶和DS18B20温度传感器设 使用51单片机、1602液晶和DS18B20温度传感器设 51单片机 液晶和DS18B20 计温度报警系统，要求如下： 计温度报警系统，要求如下： 1602液晶屛上显示当前采集到的环境温度 液晶屛上显示当前采集到的环境温度； 1、在1602液晶屛上显示当前采集到的环境温度； 当环境温度低于设置温度下限是，黄灯亮， 2、当环境温度低于设置温度下限是，黄灯亮，蜂 鸣器发出报警声， 鸣器发出报警声，当环境温度高于设置温度上限 红灯亮，蜂鸣器发出报警声； 是，红灯亮，蜂鸣器发出报警声； 3、两个按键分别用来显示报警温度设置和环境的 正常温度。 正常温度。