温度采集报警系统的设计概要
自动温度测量报警系统设计
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。
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。
温度采集报警系统原理简介概要
温度采集报警系统原理简介温度采集系统主要通过温度传感器MAX6613采集得到温度数据，MSP430F149作为CPU从温度传感器读取数据，将得到的数据进行判断然后做相应的处理，比如显示或者报警。
温度传感器通过某种关系的换算，就可以得到温度与输出电压的关系，对于MAX6613来说，其输出的电压与温度的关系如图所示。
图MAX6613传感器输出的电压与温度的关系为了能够便于计算，得到温度与电压的转换等式为：VOUT=-0.0000022xT2-0.01105xT+1.8455V(4-1)但是在大多数温度采集系统主要通过温度传感器MAX6613采集得到温度数据，MSP430F149作为CPU从温度传感器读取数据，将得到的数据进行判断然后做相应的处理，比如显示或者报警。
温度传感器通过某种关系的换算，就可以得到温度与输出电压的关系，对于MAX6613来说，其输出的电压与温度的关系如图所示。
图 MAX6613传感器输出的电压与温度的关系为了能够便于计算，得到温度与电压的转换等式为：VOUT=-0.0000022xT2-0.01105xT+1.8455V (4-1)但是在大多数情况下，采用下面的线性关系式也可以完成转换运算。
VOUT=-0.0123xT+1.8455V(4-2)感器的输入电压，再通过上面式（4－2）就可以获得温度参数，将得到的温度参数进行分析后进行相应的处理，比如显示或者报警。
由于MSP430F149片内集成了A／D转换通道，这样可以直接将单片机的A／D输入通道与传感器的模拟电压输出通道相连接。
另外系统通过键盘输入来完成对报警温度的上限和下限的设置，通过显示电路将得到的数据显示出来，当温度超过上限和下限的时候，系统进行报警，报警是通过驱动一个蜂鸣器来实现。
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。
温度监测报警系统设计报告
目录一、设计任务与设计要求 (1)二、设计原理 (1)2.1 主要硬件介绍 (1)2.1.1 DS18B20数字温度传感器 (1)2.1.2 AT89C51单片机芯片 (3)2.2 系统原理结构 (3)三、设计方案 (4)3.1 硬件部分 (4)3.1.1 温度测量模块 (4)3.1.2 LED数码管显示模块 (4)3.1.3 按键模块 (5)3.1.4 系统整体结构仿真图 (5)3.2 软件部分 (5)3.2.1DS18B20传感器程序 (5)3.2.2键盘读取及确认程序 (7)3.2.3DS18B20操作流程图 (8)四、调试与性能分析 (9)4.1 proteus仿真结果 (9)4.2实物测试 (9)4.2.1正常情况 (9)4.2.2报警状态 (10)五、心得体会 (10)六、成品展示 (11)七、附录部分 (12)附件一、电路设计原理图 (12)附件二、系统设计原始代码程序 (13)一、设计任务与设计要求本设计主要利用单片机AT89C51 芯片和以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20相结合来实现装置周围温度的采集，其中以单片机AT89C51 芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成一个结构简单、测温准确、具有一定控制功能的温度监视警报装系统。
功能要求：添加温度报警功能，通过4个按键来设置温度的上下限值，当用DS18B20测得的温度不在所设置的温度范围内，蜂鸣器开始鸣报。
二、设计原理2.1 主要硬件介绍2.1.1 DS18B20数字温度传感器DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量，拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。
DS18B20 通过单总线实现通信，单总线通常是DS18B20连接到中央微控制器的一条数据线（和地）。
它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃，在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃，而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电（寄生电源）而不需要一个额外的外部电源。
单片机课程设计---温度检测报警系统的设计
《单片机原理及接口》课程设计报告题目：专业名称：班级：学号：姓名：2010年 12月课程论文首页温度检测报警系统的设计摘要： proteus具有强大的仿真功能，通过proteus仿真可以为更快的对一些系统进行设计和性能测试，直到仿真系统可以运行。
该温度报警系统是用温度传感器18B20对温度进行采集，通过单总线结构与单片机AT89C52进行通信。
在此基础上，添加一个时钟芯片DS1302用来时钟计时。
并用液晶显示器对温度和时间进行显示，同时可以用控制按键可以切换“时间”、“日期”和“温度报警上下限”的显示，而且可以对温度报警上下限进行按键动态调整。
关键词：proteus 温度报警 AT89C52 单片机1、引言Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于 Windows 操作系统上，可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE 电路仿真相结合。
②支持主流单片机系统的仿真。
③提供软件调试功能。
④具有强大的原理图绘制功能。
总之，该软件是一款集单片机和SPICE 分析于一身的仿真软件，功能极其强大。
本文是基于 PROTEUS 的单片机温度采集系统的仿真设计，由单片机对温度进行采集，由温度传感提供温度，然后通过数码管显示温度值，并通过按键设置报警温度的上下限，当温度超出范围时报警。
同时具有时间计时的功能。
2、功能及操作说明2.1 功能说明：a.具有温度采集功能。
b.具有时间计时功能。
c.液晶分两行显示，上一行显示“温度”，下一行可以对“时间”、“日期”和“温度上下限”进行切换显示。
d.可以对温度上下限进行动态设置，在超过温度的上限或低于温度的下限时蜂鸣器会响，进行报警。
e.初始化（复位）功能。
2.2 操作说明：a.按下proteus中的运行按键。
b.按下“K1”键对“时间”、“日期”和“温度上下限”进行切换显示。
图2-1 切换显示c.在显示“温度”和“温度上下限”的时候，按下“K2”键，进入“温度上下限”调整状态，调整位闪烁显示，如（图2）所示。
温度采集报警系统的设计[1][1].doc
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大庆石油学院课程设计2009年2月日大庆石油学院课程设计任务书课程单片机原理及应用课程设计题目温度采集报警系统的设计专业电子科学与技术姓名杨光学号030901240319主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容：根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计一个温度采集报警系统，以加深对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力，为以后的毕业设计和工作打下坚实基础。
2、基本要求：本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计。
要求可以显示被测的温度并存储，可以设置报警温度，到达报警温度时声光报警。
3、主要参考资料：[1] 张毅坤,陈善久.单片微型计算机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.[2] 张友德,赵志英,徐时亮.单片微机原理应用与实验[M].上海:复旦大学出版社,2000.[3] 蔡美琴,张为民,沈新群,张荣娟.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京:高等教育出版社,1992.完成期限2007年3月9日指导教师专业负责人2007年3 月2日目录第1章系统设计 (1)1.1温度采集报警系统 (1)第2章硬件设计 (2)2.1测温和控制电路 (2)2.2 显示控制电路 (5)2.3 声光报警电路 (6)第3章软件设计 (8)总结 (9)参考文献 (10)附录1 整体电路图 (11)附录2 源程序 (12)第1章系统设计1.1温度采集报警系统如图1.1所示为温度采集报警系统框图。
该课程设计将以单片机控制的温度采集系统为主，利用单片机完成对温度的检测，实现安全温度内正常显示温度值，超出设定的温度上限则进行声光报警。
系统在温度采集时主要应用了DS18B20芯片，该器件经过初始化后单片机首先进行ROM匹配，当受到测温器件发回的信号时证明该器件正常工作，接着单片机发送温度转换命令进行温度采集，测温的精确度很高，可以精确到小数点后四位。
设计中还应用了HD7279芯片进行数码管显示的驱动，一共应用了6位数码管。
温度测量报警系统设计
摘要本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的温度测量报警系统。
主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。
硬件电路主要包括主控制器，测温电路和温度显示电路等，主控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20，显示电路采用3位数码管显示。
本设计中系统程序主要包括DS18B20工作程序、LED显示子程序、键盘输人程序和温度检测报警程序等。
此外，还介绍了系统的调试和性能分析。
由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度报警系统相比，本设计具有低成本和易使用的特点。
DS18B20温度传感器还可以在远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。
关键词：89C51，单片机，DS18B20，传感器AbstractThis paper presents a microcontroller to the main control device to DS18B20 temperature sensor for measuring the temperature alarm system. Hardware including main circuit design and system design process. Hardware including main controller circuit, the circuit temperature and temperature display circuit, the main controller using MCU AT89C51, temperature sensors using U.S. DALLAS Semiconductor production DS18B20, showed that three digital circuits used in a dynamic scanning of the Direct Reading Show. The design of the system procedures include DS18B20 procedures, LED display routines, keyboard input process and temperature detection alarm procedures.In addition, it introduced a system of debugging and performance analysis. As a result of the improved intelligence DS18B20 as a temperature sensor detection devices, with the traditional temperature alarm system compared with the established low-cost and easy to use features. DS18B20 temperature sensor can also long-range multi-point temperature control, and other aspects of application development, has good prospects for development.Key words: 89C51MCU DS18B20 Sensor目录第一章绪论 ............................................................................................................ - 1 -1.1本课题研究的意义 ......................................................................................... - 1 -1.2目前发展状况 ................................................................................................. - 1 -第二章系统总体设计 ............................................................................................ - 3 -2.1课题要求简述 ................................................................................................. - 3 -2.2工作原理 ......................................................................................................... - 3 -2.3 课题总体设计思路 ........................................................................................ - 3 -第三章系统硬件设计 ............................................................................................ - 5 -3.1温度测量模块设计 ......................................................................................... - 5 -3.2控制模块设计 ............................................................................................... - 12 -3.3显示输出设计 ............................................................................................... - 15 -3.4报警电路设计 ............................................................................................... - 17 -3.5键盘控制器设计 ........................................................................................... - 18 -3.6电源设计 ....................................................................................................... - 18 -3.7系统硬件连接设计 ....................................................................................... - 19 -第四章系统软件设计 .......................................................................................... - 21 -4.1 系统软件总体工作过程 .............................................................................. - 21 -4.2软件程序 ....................................................................................................... - 21 -4.3 LED数码显示器显示程序 .......................................................................... - 24 -第五章结论 .......................................................................................................... - 25 -参考文献 ................................................................................................................ - 26 -致谢 ................................................................................................................ - 27 -第一章绪论1.1本课题研究的意义在当今科学研究和生产生活中，温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义。
温度控制报警系统课程设计报告
课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计课程设计题目：温度检测报警系统设计学院名称：信息工程学院专业：电子信息科学与技术班级： 100432 学号： 10043225 姓名：彭路生同组人：王甜甜、吴淑明、曹成远评分：教师：杨素华2012年 3 月 17日题目： 温度检测报警系统内容及要求１.设计要求：（１）检测温度范围为０-100摄氏度，采用箔电阻（Ｒ＝100欧姆，Ｉ<=35mA ），精密 电阻及电位器组成的测量电桥作为温度传感器。
（２）可设定报警的温度上限值１－100摄氏度。
( 3 )当检测温度超过设定的上限值时，发出蜂 鸣器报警，要求报警声滴滴间断发声，频率约1HZ 。
２.电路组成框图３.组织安排：四人一大组，每两人完成一独立部分。
进度安排１.布置任务，查阅资料，设计电路，领仪器设备。
２.领元器件，制作，焊接。
３．调试与验收。
４.提交试验报告。
温度检测放大＋滤波 报警控制电路参考书目1、王港元，电工电子实践指导（第二版），江西科学技术出版社，20052、谢自美，电子线路设计、实验、测试（第二版），华中理工大学出版社，20003、张友汉，电子线路设计应用手册，福建科学技术出版社，20004、郝鸿安等，555集成电路实用大全，上海科学普及出版社。
5、陈兆仁，电子技术基础实验研究与设计，电子工业出版社，20006、毕满清，电子技术实验与课程设计，机械工业出版社，7、杜龙林，用万用表检测电子元器件，辽宁科学技术出版社，20018、梁宗善，新型集成电路的应用，华中理工大学出版社，20019、杨振江等，新颖实用电子设计与制作，西安电子科大出版社，2000目录第一章设计任务〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃41.1 基本要求〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃41.2 设计任务及目标〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃41.3 主要参考器件〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4第二章系统组成与工作原理〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃42.1 设计原理〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃42.2 设计方案〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃52.3 单元模块〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃５第三章安装与调试〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃93.1 电路的安装〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃93.2 检测、放大、比较电路的调试〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃103.3 报警电路的调试〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃103.4 系统调试〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃11第四章试验小结〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃124.1 实验总结〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃124.2 实验心得〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃12附录一〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃13附录二〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃14附录三〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃15第一章设计任务1.1 基本要求：（1）可调温度范围在0-100度之间。
温度检测报警系统设计
课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计课程设计题目：温度检测报警系统设计学院名称：信息工程学院专业：班级：学号：姓名：评分：教师： _ ____20 年月日模拟电路课程设计任务书20 －20 学年第学期第周－周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要温度检测报警器是专门用来检测电器是否正常使用的一类系统，日常生活中各电器由于使用方法不对，经常会出现烧坏电器，更严重的是可能会造成严重的生命安全问题当温度超过设定安全温度时系统会发出蜂鸣声来报警，当处于正常工作状态时则无报警信号产生。
设计温度检测报警系统，通过PT100随温度不同而表现不同的阻值设定不同的报警温度，进而设定不同的报警温度。
当温度超过设定值时，由蜂鸣器通过有频率的鸣叫进行报警。
对于电源部分首先通过变压器对220V交流电压进行降压，其次通过桥式整流电路将交流转化为直流，再次运用电容滤波电路输出比较稳定的直流电压。
对于其它模块首先通过PT100对温度采集和放大，再进行信号的过滤，而后通过比较器设置相应阈值，当高于设定值时输出高电平，此时方波发生器不驱动，当低于设定值时输出低电平，方波发生器驱动，进而驱动蜂鸣器报警。
温度检测报警系统可以随时提醒人们用电器是否工作在正常温度范围内，对整个系统和用电器都能起到保护作用。
本次系统的设计可以检测到输入信号是否工作在正常的温度范围内，当温度超过设定温度时会产生报警信号，反之则不报警。
本次设计精密温度检测系统，报警可调等特点。
关键字：温度检测报警蜂鸣器滤波方波发生器目录第一章绪论 (1)第二章整体设计内容及要求 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计要求 (2)2.3实验设计目的 (2)2.4总体方案设计 (2)第三章电源模块电路设计及调试 (4)3.1本单元电路的要求及实现的功能 (4)3.2 电路结构及参数设计 (4)3.3电路的仿真分析 (5)3.4 该模块的调试结果 (6)3.5 调试中的问题 (6)第四章系统电路设计 (7)4.1 电压源 (7)4.2 温度采样与放大 (7)4.3 滤波 (8)4.4 方波 (8)4.5 报警控制 (8)第五章系统调试 (10)5.1 电路的安装 (10)5.2 调试 (10)第六章总结与展望 (13)参考文献 (14)附录一电路原理图 (15)附录二元件清单 (16)附录三设计实物图……....................................................................................第一章绪论随着时间的推移，各家生活水平普遍提升，家家户户慢慢走向了电器化的生活。
基于单片机的温度采集报警系统设计1ppt课件
过限
Y
N
显示温度
软件程序设计
控制程序的设计
1）读出温度子程序 读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字 节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进 行温度数据的改写。DS18B20的各个命令对时序 的要求特别严格，所以必须按照所要求的时序才 能达到预期的目的，同时，要注意读进来的是高 位在后低位在前，共有12位数，小数4位，整数7 位，还有一位符号位。读出温度的子程序如图4.3 所示。读出温度子程序的主要功能是读出RAM中 的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错 时不进行温度数据的改写。把读到的数据分别转 化成整数部分和小数部分。当符号位为1，即温 度为零下时，进行报警程序。 为保证数据可靠传送，任一时刻单总线上只能有 一个控制信号或数据，因此进行数据传输通信时， 要符合总线协议。一般有以下四个过程：初始化 信号，传送ROM信号，传送RAM信号和数据交 换。
软程序设计
系统控制流程图
开始 上下限初始化
启动定时器
1
中断
温度上限+/-
2 N
温度下限+/-
定时
1S
读取当前温度
系统总流程图如下图4.2所示。 ①DS18B20复位程序：每次重新从 DS18B20读数据时需要系统复位 ②DS18B20写命令程序：DS18B20有六条 控制命令，通过此程序来进行控制 DS18B20 ③DS18B20读1字节程序：从引脚接收数据 并保存数据 ④读出温度程序:对DS18B20进行读数据， 并进行处理 ⑤温度数据处理程序:向5个LED送数，控制 系统的显示部分
软件程序设计
控制程序的设计
2）应答子程序、复位程序 应答子程序、复位子程序如图4.4所示。 复位时序：复位要求主CPU数据线下拉 500us，然后释放。DS18B20收到信号后 等待16~60us左右，后发出60~240us的存 在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成 功。
温度采集报警系统的设计
学号：1208421071课程设计报告温度采集报警系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程班级 1姓名孙黄超摘要温度采集广泛应用于人民的生产和生活中，使用温度计来采集温度，这样不仅采集精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。
为了解决这一问题，本文介绍了一种采用集成温度传感器DS18B20作为检测元件，AT89C51作为CPU的温度监控系统。
利用数字温度传感器DS18B20与AT89C51单片机结合来测量温度，利用相应的显示器显示温度值。
利用仿真工具Proteus进行单片机应用系统的虚拟设计与仿真调试。
在Keil μVision3开发环境下进行C51语言程序开发。
本课题主要有键盘输入模块、传感器采集模块、显示模块、报警模块、CPU处理模块、电源供电及复位模块组成。
本文介绍了该温度采集报警系统的硬件和软件设计。
关键字：数据采集、传感器、AT89S51单片机、仿真调试目录摘要....................................................... 目录 (I)1 引言 01.1 研究背景及意义 01.2 国内外研究现状 02 温度采集报警系统原理说明.............................................................. (1)3 硬件设计 (3)3.1 总体方案设计 (3)3.2 主要模块设计 (3)3.2.1 晶振电路................................................................ . (3)3.2.2 复位电路................................................................ (4)3.2.3 按键操作电路................................................................ .. (4)3.2.4 显示电路................................................................ . (5)3.2.5 报警电路................................................................ . (5)3.2.6 温度传感器选择........................................... .................... . (5)3.2.7 实现温度采集报警系统的整体流程图 (6)4 软件设计 (7)4.1 温度采集传感系统的任务 (7)4.2 Proteus的界面实现 (7)4.3 在KeilμVision4平台下进行编程 (8)5 系统调试与实验 (9)6 总结 (11)7 参考文献 (12)8 附录............................................................ (13)1 引言1.1 研究背景及意义随着社会和经济的发展，城市的消防工作越来越重要，火灾自动报警系统在消防工作中的作用就越突出，我国的火灾报警系统历经了从无到有，从简单到复杂的发展过程，其中智能化程度越来越高，但是由于人为的因素导致发生火灾的消息不能及时向有关方面报告，没有及时的处理火灾事故，这导致了更多的经济财产损失。
温度测量与报警系统设计
课程设计说明书题目：温度测量与报警系统设计姓名：学号：指导教师：专业年级：所在学院和系：完成日期：课程名称：机电一体系统设计目录1绪论 (1)1.1 背景 (1)1.1 设计要求 (1)1.3 设计任务 (1)2系统总体方案设计 (2)2.1 设计思想 (2)2.2 方案论证 (2)2.2.1 电源模块 (2)2.2.2 温度检测模块 (3)2.2.3 控制模块 (3)2.2.4 显示模块 (3)2.2.5 报警模块 (4)2.2.6 按键模块 (4)2.3 芯片选择 (4)2.3.1电源模块 (4)2.3.2 温度检测模块 (4)2.3.3 控制模块 (5)2.3.4 显示模块 (5)3系统硬件设计 (6)3.1 单片机最小系统 (6)3.2 传感检测电路 (6)3.3 显示模块 (7)3.4 报警模块 (8)3.5 按键模块 (8)3.6 总电路 (8)3.6.1 绘图软件简介 (8)3.6.2 电路原理图 (9)3.6.3 电路PCB图 (10)4系统软件设计 (12)4.1 程序设计思路 (12)4.2 主程序流程图 (12)4.3 获取温度程序流程图 (13)4.4 报警程序流程图 (14)4.5 显示程序流程图 (15)4.6 数据处理程序流程图 (15)4.7 编程软件简介 (16)5总结 (17)参考文献 (18)附录A (19)附录B (20)附录C (21)1绪论1.1 背景温度温度是工业生产中主要的被控参数之一，与之相关的各种温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械、食品等领域。
温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量；同时，温度超过了系统工作正常范围将直接影响系统的寿命，甚至损坏系统；甚至可以说任何一个系统都必须工作在一定的温度范围内，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。
自18世纪工业革命以来，工业的飞速发展离不开温度参量在控制系统中的应用。
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CC430F5137的无线温度采集报警系统设计
摘要：针对目前温度采集报警系统功耗大、应用场合有限等缺陷，设计了一种基于CC430F5137单片机的低功耗无线通信温度采集报警系统。
本系统具有功耗低、精度高、无线传输可靠性高等特点。
介绍了CC430F5137芯片的特点和系统的硬件结构原理，给出了系统硬件设计框图和软件流程，并详细地分析了温度采集模块和RF无线收发模块。
实验结果验证了采用CC430F5137设计温度采集报警系统的可行性。
系统运行稳定可靠，有较好的应用前景。
关键词：温度采集，低功耗，无线传输，CC430F5137，MAX6613
引言
随着科技的不断进步，现代化生产对温度采集的实时性、高效率和低耗能的要求不断提高，而且许多测量温度的现场环境非常恶劣，使操作人员难以到达现场测量。
对此，需要一种能够自动采集、处理并能够无线传送数据的温度采集系统。
同时，为了节省使用成本以及维护，此系统还需要具备长期稳定工作的性能。
因此，开发一种低功耗并且能够无线传输数据的温度采集系统，能够弥补目前温度采集领域的缺陷。
参考文献设计的温度采集系统虽然具有低功耗性能，但是都必须用线路连接才能进行通信，这大大限制了应用场合，使其应用具有一定的局限性。
参考文献设计的温度采集系统利用的ZigBee无线通信技术作为通信工具，但是其必须利用单独的外接ZigBee模块才能完成通信功能，所以制作成本较高。
针对以上缺点，本系统采用的CC430F5137芯片不但具有MSP430系列的低功耗性能，而且具有RF无线收发器的功能。
这两种性能充分满足了低功耗和无线通信的要求，使得系统的成本降低，达到了目前应用的要求。
1 装置整体运行原理
1．1 装置运行原理
无线温度采集报警系统主要由两部分组成，一部分是温度采集模块，另一部分是中央控制模块。
中央控制模块包括键盘及显示模块和报警模块。
系统整体框图如图1所示。
系统工作时，首先由各个温度采集模块中的温度传感器完成对温度的采集任务，然后CC430F5137单片机通过I／O口得到温度参数，最后将采集的温度信息通过CC430F5137内部集成的RF 无线收发器传输给主控制器系统。
主控制系统对各个站点采集来的温度数据进行系统的分析，并将结果利用数码管进行显示。
当温度超过上限值或下限值的时候，则触发报警装置，通过驱动一个蜂鸣器和报警灯来实现。
报警温度的上下限值可以通过键盘输入模块进行设置。
主控制台有两组数码管，一组数码管显示温度采集模块的序号，可以通过键盘来选择要显示的温度采集模块的序号，另一组则显示温度值。
2 系统硬件设计
温度采集报警系统的硬件设计包括温度采集模块设计和中央控制器设计。
2．1 温度采集模块设计
2．1．1 CC430F5137器件介绍
CC430F5137是TI MSP430F5xx MCU与低功耗RF收发器相结合的产品，可实现极低的电流消耗，从而使采用电池供电的无线网络应用无需维修即可工作长达10年以上。
此外，微型封装所包含的高级功能还可为创新型RF传感器网络提供核心动力，以向中央采集点报告数据。
CC430 F5137为16位超低功耗MCU，具有16 KB闪存、2KB RAM、CC1101无线电、AES-128和USCI，供电电压为1．8～3．6 V，正常工作模式消耗电流为160μA／MHz，低功耗模式3消耗电流为2．0μA。
2．1．2 CC430F5137的RF无线收发模块电路设计
CC430F5137内部集成了CC1101无线电收发器，RF频率为432．999 817 MHz，信道间隔为199．951 172 kHz，数据传输速率为38．383 484 kbps。
在本系统设计中，可以设置无线发送功率。
根据发射距离的远近去设置功率的大小，可以使功耗达到最低，实现低功耗。
其电路图如图2所示，CC430F5137的供电电源为两节7号电池，电压为+3 V，外接晶振为26 MHz，RF_N和RF_P为RF无线电发射引脚，两引脚外接天线，其功率可以达到-30 dBm，传输距离可以达到100m左右。
2．1．3 温度采集电路设计
考虑到设备低功耗的要求，所选的温度传感器必须具有低功耗特性，这里选择了
MAX6613型集成温度传感器。
MAX6613是一款高速度、高精度的低功耗温度传感器，特别适合用于低功耗的产品中。
MAX6613的电源供电电压范围为1.8～5.5V；低电源电流消耗，典型值为7．5μA；测量范围为-55～+130℃；非线性误差为1．3℃。
其测量温度与输出电压关系式为：
Vout=-0．011 23T+1．8455Vref (1)
式中Vout为传感器的输出电压，T为被测温度，Vref是通过参考电压得到的传感器的测得电压。
单片机通过模拟采集口采集传感器的输出电压，通过公式(1)就可以计算出实际测量的温度值。
因为CC430F5137内部集成了ADC模块，其输入电压范围为0～3．6 V，可以满足系统的要求，所以可以直接将MAX6613的电压输出口接在CC430F5137的ADC输入口上，其电路图如图3所示。
2．2 主控制器设计
主控制器的RF接收发射模块与温度采集模块中的RF接收发射模块设置相同，在此不再赘述。
2．2．1 报警系统硬件电路设计
报警系统通过控制晶体管的开通与关断去控制蜂鸣器和报警灯的导通与关闭，从而达到报警的目的。
CC430F5137单片机的P2．0口通过控制输出信号的高低电平来控制晶体管的导通或截止，如图4所示。
如果晶体管导通，则蜂鸣器报警并且
触动报警灯亮。
当所测温度的值超过预设的温度上、下限值范围时，会启动报警系统。
当温度值调节在正常的工作范围内，报警系统会自动停止报警。
2．2．2 键盘及显示模块硬件电路设计
键盘采用4×2的键盘模式，一共8个按键，其功能按钮分别为启动按钮、停止按钮、功能1上限温度值设定按钮、功能2下限温度值设定按钮、功能3温度采集模块序号选择按钮、数值加1、数值减1、手动报警按钮。
CC430F5137共有16个外部中断I／O口，分别为P0口和P1口。
在此，采用P0口作为键盘扫描端口，只要有一个键被按下，相应的两个I／O口就会被置为低电平，只要判断是哪两个I／O口有中断发生，就能判断出被按下的按钮，进而执行相应的操作。
2．2．3 显示模块硬件电路设计
显示模块考虑到成本的要求，采用数码管作为显示界面，如图5所示。
系统中选用8个数码管进行显示温度。
其中前4个为一组，用来显示温度采集模块的序号；后四个为一组，用来显示温度采集模块采集的温度值，其中第一个数码管为符号位。
系统采用74HC245总线驱动器用来驱动相应的LED数码管，P1口作为LED数码管的片选信号。
3 系统软件设计
温度采集报警系统的软件设计包括主控制器和温度采集模块的软件设计。
3．1 主控制器软件设计
主控制器程序流程如图6所示。
首先按动开始按钮系统开始运行，此时CC430F5137会发出一个控制指令给指定的温度测量模块，开始进行温度采集，被指定的温度采集模块将所测温度数据发送给主控制器(系统初始默认的是显示第一个温度采集模块的测量数据)。
主控制器接收到数据后，开始执行显示程序。
首先在第一组数码管上显示温度采集模块的序号，第二组显示温度值。
主控制器会连续判断温度值是否越限，如果越限，系统会触发报警装置，这时蜂鸣器会发出响声，并且报警灯点亮，直到温度值回到允许的范围内。
如果有按键被按下，会执行相应的按键功能，并发送给指定的温度采集模块。
3．2 温度采集模块软件程序设计
温度采集模块程序流程如图7所示。
当主控制器发送控制指令后，温度采集模块开始接收指令，并执行相应的指令功能。
首先温度采集模块中的CC430F5137会采集MAX6613输出的电压信号，然后计算出相应的温度值，并发送给主控制器。
如果没有接收到指令，系统不会采集MAX6613的电压信号，温度采集模块会一直处于低功耗模式3中，这样就能降低功耗。
在低功耗模式3中，系统的DC发生器关断，只有晶振是活动的，系统的总中断允许位被打开。
如果有RF无线收发器中断，此时系统就会从低功耗模式3中唤醒，开始执行温度检测程序。
这样就能使功耗降到最低，达到低功耗的要求。
RF无线电中断子程序：
结语
本文设计了一种基于CC430F5137的无线温度采集报警系统。
此模块主要是由主控制器和温度采集模块组成。
经过测试，系统运行稳定可靠，但是在距离较远和传输中间有障碍物的情况下，发送的数据会有接收丢失的状况，根据实际的应用场合还需要不断改善。