分布式温度测控及报警系统

传感器原理与应用课程设计

报告

题目分布式温度测量与报警系统

学生XX王芳孙芳芳X超魏兵

学号44 229 41

专业计算机控制

班级200706261

指导教师孟淑丽

完成日期 2009年12月

经济管理职业学院

目录

摘要2

1.设计题目3

2.设计目的3

3.设计任务3

4.设计思路3

5.硬件电路原理和连接图5

5.1温度传感器电路6

5.2信号放大电路6

5.3A/D转换电路7

5.4单片机系统8

5.5温度显示系统10

5.6键盘控制8

6.软件设计8

6.1A/D转换模块8

6.2单片机内部数据处理模块10

6.1测量温度显示模块8

7.程序流程图13

8．元器件清单14

9.参考文献14

10.心得体会14

摘要

分布式温度测控与报警系统主要是用来测量同一环境下两个不同点的温度值，并计算出室内的平均温度进行显示，显示在数码管上让人们视觉上可以观察到温度变化，并设有上下限报警。可以通过外部的三个按键来控制温度的上升和下降。当温度过高时可通过降温的按键来控制，当温度过低时可通过控制升温的按键来控制。该设计测量的温度X围为0～60℃，可以精确到一位小数。可以当做温度计来使用。适用于家庭室内、日常生活，对温度有特别要求的生产线、车间、工业场合等。

关键词单片机传感器放大电路显示电路

分布式温度测控与报警系统

1、设计题目

主要设计分布式温度测控与报警系统，温度传感器选用LM35、单片机选用AT89S51的温度测量系统，该系统的温度测量X围为0～60℃，可以精确到一位小数。

2、设计目的

本设计产品主要是用来测量同一环境下两个不同点的温度值，并计算出室内的平均温度进行显示，让人们视觉上可以观察到温度变化，该设计测量的温度X 围为0～60℃，可以精确到一位小数。适用于家庭室内、日常生活，对温度有特别要求的生产线、车间、工业场合等。

3、设计任务

设计制作分布式温度测控与报警系统核心及其各个功能部分的连接，主要核心部件是单片机，同时对电路编写相关程序实现温度测控与报警的功能。

4、设计思路

本分布式温度测控与报警系统由两个半导体温度传感器LM35、信号放大电路、A／D转换电路、单片机系统、温度显示系统、报警系统和键盘系统构成。

其基本工作原理：温度传感器电路将测量到的温度信号转换成电压信号输出到信号放大电路，与温度值对应的电压信号经放大后输出至A／D转换电路，把电压信号转换成数字量送给单片机系统，单片机系统根据显示需要对数字量进行处理，再送温度显示系统进行显示，由按钮进行调解温度的上线、下线、平均值同时进行显示，温度过高、过低进行报警。系统框图如图4-1：

4-1系统原理框图

5、硬件电路原理图和连接图

5.1温度传感器电路

温度传感器采用的是NS公司生产的半导体温度传感器LM35，他具有很高的工作精度和较宽的线性工作X围，他的输出电压与摄氏温度线性成比例，且无需外部校准或微调，可以提供±1／4℃的常用的室温精度。

LM35的输出电压与摄氏温度的线形关系可用下面公式表示，0℃时输出为0 V，每升高1℃，输出电压增加10 mV。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种，其接法如图5-1与图5-2所示。正负双电源的供电模式可提供负温度的测

量，单电源模式在25℃下电流约为50 mA，非常省电。本系统采用的是单电源模式。

5-1单电源模式5-2双电源模式

5.2信号放大电路

由于温度传感器LM35输出的电压X围为0～0.99 V，虽然该电压X围在A ／D转换器的输入允许电压X围内，但该电压信号较弱，如果不进行放大直接进行A／D转换则会导致转换成的数字量太小、精度低。系统中选用通用型放大器TLO82对LM35输出的电压信号进行幅度放大，还可对其进行阻抗匹配、波形变换、噪声抑制等处理。系统采取同相输入，电压放大倍数为5倍。还加了一级电压跟随。如图5-3所示。

5-3放大电路

5.3 A／D转换电路

A／D转换电路选用8位AD转换器ADC0809。ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力。图5-3中运算放大器的输出电压5V，送入ADC0809的模拟通道IN0。单片机AT89C52控制A DC0809的开始转换、延时等待A／D转换结束以及读出转换好的8位数字量至单片机进行处理。然后通过数码管来显示此时的数据。如图5-4所示。

5.4单片机系统

单片机选用的是ATMEL公司的AT89C52，主要完成对A／D转换电路的控制、对转换后的数字量的处理以及对显示模块的控制，并且为ADC0809提供工作时钟。同时AT89S51外接锁存器74LS573，对AT89C52的P0口的地址信号进行锁

存。74LS573的Q2，Q1，Q0接ADC0809的C，B，A，实现对模拟通道的选择。AT89C52的晶振选择3 MHz，则其ALE引脚的输出频率为0.5 MHz，小于ADC08 09的时钟频率最高值640 kHz，正好为其提供工作时钟。其具体连接电路如图5 -4所示。

5-4单片机系统连接图

5.5温度显示系统

该温度显示系统较为简单，由单片机来控制数码管的段选和位选，PNP三极管9012驱动4个8段LED显示器来实现。主要轮流显示测量第一点、第二点和两测量点平均值。

5.6 键盘控制

键盘主要是用来控制显示同条件下两不同点温度的上下线调节，还有测量两点的温度平均值，由三个按钮组成。

6、软件设计