温度检测及报警系统
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目录
一、选题背景及研究意义
二、总体设计
2.1控制部分
2.2测量部分
2.3显示部分
2.4报警部分
三、硬件设计
四、软件设计
五、总结与展望
一、选题背景及研究意义
温度是一种最基本的环境参数,人民的生活与环境的温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在农业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
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。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度:如大气及空调房中温度的高低,直接影响着人们的身体健康;粮仓温度的检测,防止粮食发霉,最大限度地保持粮食原有新鲜品质,达到粮食保质保鲜的目的;工业易燃品的存放。测温技术在生产过程中,在产品质量控制和监测以及节约能源等方面发挥了着重要作用。本实验设计实现了工业测温基本功能,同时,在设计实验过程中,运用到单片机、模电、数电、传感器和C++程序设计等知
识,这既能加强我们的理论知识与实践的结合,也能够提高我们应用交叉学科知识进行综合设计的能力。
二、总体设计总体设计框图:
控制
部分
报警部分
2.1控制部分
控制部分是采用单片机STC89C52
2.1.1 STC89C52 简介
STC89C52是一种带8K 字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电 压,高性能COMOS 的微处理器,俗称单片机。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
脚相兼容。
单片机总控制电路如下图4— 1:
2.1.2 复位操作
复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的, 其电
路如图4-2 (a )所示。这佯,只要电源 Vcc 的上升时间不超过 1ms, 就可以实现自
动上电复位,即接通电源就成了系统的复位初始化。
按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中,按键电平复 位是通过使复位
端经电阻与 Vcc 电源接通而实现的,其电路如图
4-2 (b )所示;而按键脉冲复位则是利用 RC 微分电路产生的正脉
冲来实现的,
其电路如图4-2 (c )所示:
C1+
Vw V+ Gbin C1- Tlaut C2+ Rim
CZ Rlout V- Tlin T2ont T2in
R2out
11
T T 2 3 4 5 6 7 ■
- Orf e
- -11 - ■ -
■ - ■ ■
B
WHPPPPPP p P
RESET
RD WR
FSEN
17
INTI RXD
TXD_ ALSP
IIO U F I -
00010203040506 p p p p p p P
P
加
21222324252627
PPPPPPPP
12
T T
(a )上电复位 (b )按键电平复位
图4-2复位电路 上述电路图中的电阻、电容参数适用
于 位信号高电平持续时间大于 2个机器周期 本系统的复位电路采用图
4-2 (b )上电复位方式
2.1.3 STC89C52具体介绍如下:
① 主电源引脚(2根)
VCC(Pin40):电源输入,接+ 5V 电源 GND(Pin20):接地线 ② 外接晶振引脚(2根)
XTAL1(Pin19):片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20):片内振荡电路的输出端 ③ 控制引脚(4根)
RST/VPP(Pin9):复位引脚,弓I 脚上出现
2个机器周期的高电
平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30):地址锁存允许信号 PSEN(Pin29):外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31):程序存储器的内外部选通,接低电平从外部 程序存储器读指
令,如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
④ 可编程输入/输出引脚(32根)
STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O 口,分别位 PO 、P1、 P2、P3 口,每个口有 8位(8根引脚),共 32根。
PO D
~Pin32 ) : 8 位双向 I/O 口线,名称为P0.0 〜P0.7 P1 口( Pin1 〜
,Pin8 ) : 8位准双向I/O 口线,名称为P1.0 〜P1.7 P2 口( Pin21 〜Pin28 ) : 8位准双向 I/O 口线,名称为 P2.0 〜
P2.7
P3 口( Pin10 〜Pin17 ) : 8位准双向 I/O 口线,名称为 P3.0 〜
P3.7
2.1.4 STC89C52主要功能,如下表所示
6MHz 晶振,能保证复 Woe
Ver
(c )按键脉冲复位
STC89C52主要功能
主要功能特性
兼容MCS51指令系统
8K 可反复擦写Flash ROM 32个双向I/O 口
256x8bit 内部 RAM 3个16位可编程定时/计数 器中
断
时钟频率0-24MHZ
2个串行中断 可编程UART 串行通道 2个外部中断源 共6个中断源
2个读写中断口线
3级加密位
低功耗空闲和掉电模式
软件设置睡眠和唤醒功能
2.2测量部分
测量部分我们采用美国
DALLAS 公司生产的 DS18B20温度传感
2.2.1 DS18B20 简介
DS18B20数字温度传感器,该产品采用美国 DALLAS 公司生产的
DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成,具有耐磨耐碰,体 积小,使用方
便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测 温和控制领域。
2.2.2封装及接线说明:
DS18B20芯片封装结构:
特点:独特的一线接口,只需要一条口线通信 多点能力,简
化了分布式温度传感应用
无需外部元件 可用数据总线供电,
电压
范围为3.0V 至5.5V 无需备用电源 测量温度范围为-55 ° C 至
+ 125 C 。华氏相当于是 -67 ° F 到257华氏度-10 ° C 至+85 ° C 范围内精度为士 0.5 °C
223 DS18B20控制方法
GND I/O UED
PR-35封装
Vcc NC NC