单片机课程设计_基于89C51的温度报警器设计

单片机系统

课程设计

成绩评定表

设计课题：基于89C51的温度报警器设计

学院名称：电气工程学院

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计地点：

设计时间：

指导教师意见：

成绩:

签名：年月日

单片机系统

课程设计

课程设计名称：基于89C51的温度报警器设计专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

课程设计地点：

课程设计时间：

单片机系统课程设计任务书

学生姓名专业班级学号

题目

课题性质工程设计课题来源选题指导教师

主要内容（参数）利用89C51设计温度报警器实现以下功能：

1.实现对环境温度的测量和显示；

2.温度超过设定值时，蜂鸣器报警；

3.报警同时系统发出中断命令停止工作；

任务要求（进度）

第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。

第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。

第5-8天：软件设计，编写程序，要求内容完整、图表清晰。

第9-10天：撰写课程设计报告。要求文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确。

主要参考资料[1] 张迎新．单片微型计算机原理、应用及接口技术（第2版）[M]．北京：

国防工业出版社，2004

[2]伟福LAB6000系列单片机仿真实验系统使用说明书

[3] 阎石．数字电路技术基础（第五版）．北京：高等教育出版社，2006

审查意见

系（教研室）主任签字：年月日

目录

1 引言 (4)

2 总体方案设计 (4)

2.1总体方案 (4)

2.2 方案论证 (4)

2.3 硬件组成 (6)

3 硬件电路设计 (7)

3.1 时钟电路 (7)

3.2 复位电路 (7)

3.3 A/D转换设计 (8)

3. 4放大电路设计 (9)

3.5 显示电路设计 (10)

3.6 报警电路 (11)

4 系统软件设计 (12)

4.1 主程序设计 (12)

4.2 显示子程序的设计 (13)

4.3 AD转换设计 (14)

5 总结 (15)

附录A 总原理图...................................................................... 错误!未定义书签。附录B 部分源程序.................................................................. 错误!未定义书签。

1 引言

随着时代的进步和发展，温度的测试已经影响到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为了一种非常重要的事情，因此设计一个温度测试的系统势在必行。在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。进入了21世纪后温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

本设计以PT100热电阻为温度检测元件，设计了一个对单点温度实时检测并在温度超过一定值时进行报警的的单片机温度检测系统，可以实现以下功能：1．实现对环境温度的测量和显示；2．能通过按键设置报警温度；3．温度超过设置值时产生光声报警；4. 报警同时系统发出中断命令停止工作。

2 总体方案设计

2.1 总体方案

本方案以AT89C51单片机系统为核心，对单点的温度进行实时测量检测，并采用热电阻PT100作为温度传感器,AD620作为信号放大器、ADC0809作为A/D 转换部件，对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升，具有更高的性价比。

2.2 方案论证

2.2.1单片机选型

本方案使用的是AT89C51单片机，AT89系列的单片机对于一般用户来说，有下列明显的优点：

①AT89C51单片机在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O口设备等，相当于一台计算机所需要的基本功能部件。

②内部含有Flash存储器，在系统开发过程中很容易修改程序，可以大大缩短了系统的开发时间。

③AT89系列并不对80C31的简单继承，功能进一步增强。在我国这种单片机受到广泛青睐，很多以前使用80C51、80C52的用户都转而使用AT89系列。对于有丰富编程经验的用户而言，不需要仿真器，可以直接将程序载入芯片，放在

目标板上加电直接运行，观察运行结果，出现问题时再进行修改，然后重新写程序，再进行试验，直至成功。

AT89系列包括两大类，第一类是常规的，就是AT89C系列，这类单片机要用常规的并行方法编程，必需使用编程器编程；第二类是在系统可编程ISP Flash系列，也就是AT89S系列，这类单片机除了用常规的并行方法变成外，还

2.2.2 温度传感器选择

传感器是测控系统前向通道的关键部件，它也称换能器和变换器，一般是指非电物理量与电量的转换，即传感器是将被测的非电量（如压力、温度等）转换成与之对应的电量或电参量（如电流、电压、电阻等）输出的一种装置。采集温度是有一下几种方案：

方案一：采用温度传感器AD590。它具有较高的精度，相比于热敏电阻精度有所提高，但非线性误差为±0.3℃，且检测温度范围为：-55~+155℃。

方案二：采用Pt100。它的国际测温标准为：-40~+450℃，可选环境温度为：-40~70℃，精度为：±0.1℃，且安装尺寸小，可直接安装在印刷电路板上，可焊SIP封装。

采用热电阻电路测温。热电阻是利用导体的电阻率随温度变化这一物理现象来测量温度的。铂易于提纯，物理化学性质稳定，电阻率较大，能耐较高的温度，因此用PT100作为实现温标的基准器。

pt100是铂热电阻，简称为：PT100铂电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。

方案三：采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成，热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点的温度。数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。热电偶的优点是工作温度范围非常宽，且体积小，但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D