温度检测与报警
合肥学院
计算机科学与技术系
微机原理与接口技术
课程设计报告
2009～2010学年第一学期
课程微型计算机原理与接口技术
课程设计名称温室温度检测与报警器的设计与功
能实现
学生姓名
学号
专业班级
指导教师
2009 年10月
1、题义分析与解决方案
1．1 题义与需求分析
①设计并开发能检测温室温度信号，并能产生报警信号的系统；
②通过在程序中设置温度界限值,能判断采集的温度是否超过界限值；
③若温度值越界则进行声（蜂鸣器）、光（发光二极管）报警；
说明：界限值是自行设定的（26C），其所对应的数字量为十六进制数（0190H）。1．2 解决问题的方法与思路
1．2．1 硬件部分
实验中将用到：
温度传感器DS18B20，可编程并行接口芯片8255一片，七段LED显示器，发光二极管一只，蜂鸣器一个。
DS18B20用来采集温度，8255A用来接受DS18B20采集的温度，完成输出界限值和温度值，七段数码管用于将8255A输出的数据进行显示，发光二极管和蜂鸣器对越界温度值进行光、声报警。具体连接时将8255的PA口和PB口分别作为七段LED的段选和位选，可以把界限值和温度值通过LED显示。8255的PC口的PC0和DS18B20相连，PC5和发光二极管及蜂鸣器相连，进行声光报警。
1．2．2 软件部分
①首先要对8255进行初始化设计，设置8255的工作方式并确定8255的端口地址；
②将温度界限值在LED七段数码管上显示出来；
③启动DS18B20，发出温度检测命令，将温度值在LED七段数码管上显示出来；
④把测得的温度值和界限值相比较，若大于界限值，则进行声光报警。
2、硬件设计
2．1 可编程并行接口芯片8255A
2．1．1 8255A的作用
利用8255A将界限值和温度值通过LED显示出来，同时8255A的PC0与DS18B20相
连，（因为DS18B20可以通过8255的PC0口按位串行传输数据，在8255内用移位操作完成数据传送，即把数据一位一位地传送到寄存器中，再把寄存器中的数据通过8255并行传输）向其发出温度检测命令及接收温度数据，PC5和蜂鸣器及发光二极管相连，用于声光报警。
2．1．2 8255A的功能分析
8255A是可编程并行接口，内部有3个相互独立的8位数据端口，即A口、Ｂ口和Ｃ口。三个端口都可以作为输入端口或输出端口。Ａ口有三种工作方式：即方式０、方式１和方式２，而Ｂ口只能工作在方式０或方式１下，而Ｃ口通常作为联络信号使用，仅工作于方式O。8255A的工作只有当片选CS效时才能进行。而控制逻辑端口实现对其他端口的控制。
图2-1 8255A的内部框图
图2-1 8255A的内部结构图
2．1．3 8255A的技术参数
表2-1 8255A的技术参数表
标识符最小最大测试条件
输入低电平
（VIL）
-0.5V 0.8V
输入高电平
（VIH）
2.0V 5V
输出低电平
（VOL）DB
0.45V IOL=2.5mA
输出低电平
（VOL）PER
0.45V IOL=1.7mA
输出高电平
（VOH）DB
2．4V IOH=-400ìA
输出高电平
（VOH）PER
2．4V IOH=-200ìA
驱动电流-1.0m
A
-4.0mA
REXT=750ù，
VEXT=1.5V
供应电流120 mA
IIL(INPUT LOAD
CURRENT)
±10ìA VIN=0V~5V
IOFL(OUTPUT
FLOATL
EAKAGE)
±10ìA VOUT=0.45~5V
参数说明：
输入最低电压：min＝-0.5V，max＝0.8 V
输入最高电压：2.0 V
输出最低电压：0.45 V
输出最高电压：2.4 V
(1) 8255A的方式控制字
8255的工作方式可由CPU写入一个方式控制字到8255的控制寄存器来选择。方式控制字的格式如下：
C口高4位输入 C口低4位输入
图2-2 8255A的方式控制字表
1.方式0的工作特点：这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一
个都有可以由程序选定作为输入或输出，输入不锁存，输出锁存。
2.通道的功能为：两个8位通道：通道A和B。两个四位通道：通道C高4位和低四位，任何一个通道可以作输入/输出，输入是不锁存的，输出是锁存的，在方式0时各个
通道的输入/输出可有16种不同的组合。
(2) 8255AC口置位/复位控制字
对C口的某位的置位/复位控制字主要用于指定C口某位输出高电平还是低电平，作为输出的控制信号。控制字的D0位用于区分是置0还是置1操作，控制字的D1、D2、D3位决定对C口的哪一位按位操作。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D0-D7 000-111 1写入1
图2-3 8255A的置位/控制字表
2．2．DS18B20温度传感器
2．2．1 DS18B20温度传感器的作用
利用温度传感器实时检测温度，并转换为数字量和设定的界限值比较。
说明：DS18B20内部包含模数转换的功能，因此在实验中不需要另外增加模数转换器。
2．2．2 DS18B20的功能分析
DS18B20可编程温度传感器有三个管脚。GND为接地线，DQ为数据输入输出接口，
通过一个较弱的上拉电阻与CPU相连。VDD为电源接口，既可由数据线提供电源，又可由外部提供电源，范围3.0—5.5V。本系统中使用外部电源供电。
其主要特点为：
①用户可以自行设定报警上下限温度值；
②不需要外部组件，能测量-55—+125C范围内的温度；
③在-10—+85C范围内的测温准确度为±0.5C；
④通过编程可以实现9—12位的数字读数方式，可在至多750MS内将温度转换成12位数字，测温分辨率可达到0.0625C；
⑤独特的单总线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条线既可实现和微处理器的双向通讯。
图2-4 DS18B20内部结构图
DS18B20的内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM，温度传感器，非挥发的温度报警触发器TH和TL，配置寄存器。光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20。
2．2．3 DS18B20的测温原理和技术参数
图2-4 DS18B20的测温原理图
DS18B20的测温原理如图所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在 -55 ℃所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值，这就是DS18B20的测温原理。
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
表2-2 DS18B20温度值格式表
这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。DS18B20的显示数据在实验中用十六进制显示，在程序中设定界限值时也用十六进制，这样会方便检查报警是否正确。
DS18B20的存储器：
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。
暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。
该字节各位的意义如下：
TM R1 R0 1 1 1 1 1
低五位一直都是1 ，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）
分辨率设置表:
2．4 发光二级管
2．4．1 发光管的作用
对超过界限的温度值进行发光报警。
2．4．2 发光管的功能分析
发光管的构造：发光管，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。
当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现。
2．4．3 发光管的技术参数
发光管的压降一般为1.5—2.0 V，其工作电流一般取10—20 mA为宜。
2．5 七段LED显示器
2．5．1 七段LED显示器的作用
本次设计需要用到LED显示器显示预设的温度界限值以及测到的温度值。2．5．2 七段LED显示器的功能分析
七段LED显示器可以控制在哪几个数位上，哪几个发光二极管亮，从而显示数字。其工作原理：如果发光二极管共阳极，则输入为0时亮，为1时不亮，反之如果发光共阴极，则输入1时亮，0时不亮。在本实验中选用了共阴极。所谓共阴极是指将各LED二极管的阴极连接在一起（一般相连接地）各阳极接到相应器件引脚上。发光二极管是一种外加电压超过额定电压时发生击穿，并因此能产生可发光的器件，数码显示器通常由多个发光二极管来组成七段或八段笔画显示器，当段组合发光时，便会显示某一个数码管或字符，七段代码的各位用作a—g和DP的输入。COM为8个发光二极管的公共引线，实验中COM引线接内部8个二极管的阴极，abcdefgh则为8个发光二极管的阳极的引线。
实验中LED管采用动态显示：4个LED显示器按固定的时间间隔显示一段时间（5ms），利用人眼视觉滞后，感觉4个LED显示器同时点亮且无闪烁感。
2．5．3 七段LED显示器技术参数
表2-4 LED显示的技术参数
PCW LF Vr Ir If p 对应变量散射颜色BT235 7025 5 ≥1.5 ≤2.5 200 SEL-10 红
BT144 100 40 5 ≥0.5 ≤2.5 565 绿
BT134 100 40 5 ≥0.5 ≤2.5 585 蓝
主要参数:此时的驱动电流为25 mA。
2．5．4 七段LED显示器内部结构
图2-7 LED显示器内部结构
2．5．5 七段LED显示器真值表
表2-5 LED真值表
定义的十六进制发光二极管显示的数字
3FH 00111111 0
06H 00000110 1
5BH 01011011 2
4FH 01001111 3
66H 01100110 4
6DH 01101101 5
7DH 01111101 6
07H 00000111 7
7FH 01111111 8
6FH 01101111 9
77H 01110111 A
7CH 01111100 B
46H 01000110 C
5EH 01011110 D
7BH 01111011 E
71H 01110001 F
2．6 硬件总逻辑图及说明
本试验主要使用了DS18B20，8255，七段LED显示器以及发光二极管和蜂鸣器。其中DS18B20用来采集温度，8255是用来接受DS18B20采集的温度，并完成输出界限值和温度值的工作，七段LED显示器是将8255输出的数据进行显示，发光二极管和蜂鸣器是对越界温度值产生报警信号。
8255的PA口和PB口分别作为七段LED显示器的段选和位选，可以把界限值和温度值通过LED显示。LED管采用共阴极接法，各字段阴极控制端凡接高电平者该段便发光。8255的PC口的PC0和DS18B20相连，PC5和发光二极管和蜂鸣器相连，控制系统进行声光报警。因此可设置8255方式控制字，即端口A、B、C全为输出并工作在方式0，故方式控制字为80H。
图2-8 硬件总逻辑图
3、控制程序设计
3．1 控制程序设计思路说明
首先对8255进行初始化，由于C口接发光二极管和蜂鸣器，所以要将8255的C口清零，防止刚开始就报警，A口用于LED的段选，B口用于LED的位选。DS18B20采用串行数据传送和单总线数据传输方式，其数据输入输出都由同一条线完成。要控制好对DS18B20的读写操作必须保证精确的延时，在程序中可以用延时子程序来读写延时操作，在操作中用到的延时有15us，90us，270us，540us等。
启动DS18B20开始温度检测，发出温度转换命令，通过8255的PC0按位传输到DS18B20，再把测量的温度值按位暂存在寄存器AX中，再将此温度值和设定的界限值通过LED显示器显示出来，同时比较二者的大小，若温度值超过界限值，则通过蜂鸣器和发光管进行报警。
3．2 控制程序流程图
图3-1 主程序流程图
图3-2 显示程序流程图
图3-3 报警程序流程
3．3 控制程序
.model T I
NY
PCIBAR3 EQU 1CH ;8位I/O 空间基地址(它就是实验仪的基地址,也为DMA & 32 BIT RAM 板卡上的8237提供基地址) Vendor_ID EQU 10EBH ;厂商ID 号 Device_ID EQU 8376 ;设备ID 号 .STACK 300 .DATA IO_Bit8_BaseAddress DW ? msg0 DB 'BIOS 不支持访问PCI $' msg1 DB '找不到Star PCI9052板卡 $' msg2 DB '读8位I/O 空间基地址 时出错$' Con_8255 DW 00F3H PC_8255 DW 00F2H PB_8255 DW 00F1H PA_8255 DW 00F0H TAB DB 3Fh,06h,5Bh,4Fh,66h,6Dh,7Dh,07h,7F h,6Fh,77h,7Ch,39h,5Eh,79h,71h;七段代码表 TAB1 DB 0BFH,086H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0DEH ,087H,0FFH,0FEH LIMIT_1 DW 0180H ;用户设置温度界限26度 TEMP DW ? DATA_1 DB 0FeH;用于位选 num dw ? .CODE START: MOV AX,@DATA MOV DS, AX MOV ES, AX NOP CALL InitPCI CALL ModifyAddress ;根据PCI 提供的基地址,将偏移地址转化为实地址 CALL Init8255 MAIN: CALL START_Temperature;向DS18B20发送读温度指令 call delay CALL RD_Temperature ;读出温度值,并转换为BCD 码 MOV TEMP, AX
CALL DISPLAY_DATA ;调用显示温度的函数 MOV AX,TEMP ;将从DS18B20读取的温度存入AX 中 CMP AX,LIMIT_1 ;将温度与界限值比较 JNB MAIN_1 JMP MAIN MAIN_1:CALL ALARM JMP MAIN ;******************************** ;温度转换/显示 ;******************************* DISPLAY_DATA PROC NEAR STEP_1: mov ax,TEMP ;将存于TEMP 中的温度读入AX 中 mov dx,PA_8255 ;从PA 口读取数字量实现段选 mov bl,10 and ax,000fh ;AX 前12位整数位清0 mul bl;将ax 中的内容乘以10,得到将要显示的最低位 mov bl,16 div bl ;al 为显示的数值0-9 call lay ;调用显示带小数点的数的子程序 mov cl,4;移位的位数为四位 mov ax,TEMP shr ax,cl ;乘以0.0625,相当于除以16，即算术逻辑右移四位 next1: mov dx,0;dx 先清零,用于存放余数 mov bx,10 div bx mov num,ax ;商在ax 中 mov al,dl ;余数在dl 中，并送显示 call lay1 mov ax,num mov cx,2；显示完一个小数位和带小数点的整数位后还有两位整数位要显示，故cx 值置为2 next2: mov dx,0 mov bx,10 div bx mov num,ax ;商在ax 中 mov al,dl ;余数在dl 中，并送显示 call lay mov ax,num loop next2 STEP_2: mov cl,4 mov ax,LIMIT_1 shr ax,cl ;乘以0.0625，相当于除以16，右移四位 mov cx,4 next3: mov dx,0 mov bx,10 div bx mov num,ax;商在ax 中 mov al,dl ;余数在dl 中，并送显示 call lay mov ax,num loop next3 STEP_3: dec bp ;BP 栈底指针 cmp bp,0h JE DISP;循环显示转换后的数字量，使人眼感觉不到动态 JMP NEAR PTR DISPLAY_DATA DISP: RET DISPLAY_DATA ENDP LAY proc near mov bx,offset Tab xlat ;经代码表转换为七段LED 的段码中，BX+AL-->AL mov dx,PA_8255 ;从8255A 的a 口读取数字量,段选 out dx,al mov al,DATA_1 ;七段LED 的位选 ，11111110选取最低位，位选 mov dx,PB_8255;b 口位选
out dx,al ;显示
ROL AL,1 ;11111101选取次低位,位选mov DATA_1,al;DATA_1=11111101
mov al,0FFH ;禁止显示,全置为灭,放止数字覆盖
out dx,al
ret
lay endp
LAY1 proc near
mov bx,offset Tab1;取七段代码表的首地址存入bx中
xlat ;经代码表转换为七段LED的段码中，BX+AL-->AL
mov dx,PA_8255 ;从8255A 的a口读取数字量,段选
out dx,al
mov al,DATA_1 ;七段LED的位选，11111110选取最低位，位选
mov dx,PB_8255;b口位选
out dx,al ;显示
ROL AL,1 ;11111101选取次低位,位选mov DATA_1,al;DATA_1=11111101
mov ch,10 ;执行十次,用于显示一段时间
LAY12: dec ch
cmp ch,0
jne LAY12
mov al,0FFH ;禁止显示
out dx,al
ret
lay1 endp
;********************************* ;写 0
;********************************* W_L PROC NEAR
PUSH AX
MOV DX,Con_8255
MOV AL,80H;将PC0口电平拉低
OUT DX,AL
MOV AL,0BH;PC5口置1，防止一开始就报警
OUT DX,AL
POP AX
RET
W_L ENDP
;********************************* ;写 1
;********************************* W_H PROC NEAR
PUSH AX
MOV DX,Con_8255
MOV AL,01H;PC0口置1
OUT DX,AL
POP AX
RET
W_H ENDP
;******************************* ;DS18B20复位初始化子程序
;******************************* INIT_18B20 PROC NEAR
CALL W_L ;主机发出501us复位低脉冲
CALL Delay501us
MOV DX,Con_8255
MOV AX,89H
OUT DX,AL ;PC输入状态
DEC DX;
MOV CX,15;判断15次后仍然未发现ds18b20则表示其不存在
INIT_18B20_1:IN AL,DX
TEST AL,01H;查看PC0口是否被置成高电平
JZ INIT_18B20_2;是则对其进行复位操作
LOOP INIT_18B20_1
STC ;置位标志位，CF=1表示DS18B20不存在
RET
INIT_18B20_2:CALL Delay501us
CLC ;复位标志位,CF=0表示DS18B20存
在
RET
INIT_18B20 ENDP
Delay501us PROC NEAR PUSH AX
PUSH CX
PUSH DX
MOV CX,167
MOV DX,PA_8255
Delay501us_1:IN AL,DX LOOP Delay501us_1 POP DX
POP CX
POP AX
RET
Delay501us ENDP
Delay50us PROC NEAR PUSH AX
PUSH CX
PUSH DX
MOV CX,12
MOV DX,PA_8255
Delay50us_1:IN AL,DX LOOP Delay50us_1 POP DX
POP CX
POP AX
RET
Delay50us ENDP
Delay8us PROC NEAR PUSH AX
PUSH CX
PUSH DX
MOV CX,2
MOV DX,PA_8255
Delay8us_1: IN AL,DX LOOP Delay8us_1
POP DX
POP CX
POP AX RET
Delay8us ENDP
;************************
;写操作
;************************
WRITE_18B20 PROC NEAR
MOV CX,8;一共8位数据
WRI: CALL W_L;0->PC0
CALL Delay8us
ROR AL,1; 将最低位置于cf中
JNB WRI1;如果cf=0,继续维持低电平,相当于调用写0子程序
CALL W_H
WRI2: CALL Delay50us
CALL W_H
LOOP WRI
RET
WRI1: PUSH CX
POP CX
JMP WRI2
WRITE_18B20 ENDP
;************************
;读操作：从DS18B20读出温度数据
;************************
READ_18B20 PROC NEAR
MOV CX,8;数据一共有8位
Read: CALL Delay50us
MOV DX,Con_8255
MOV AL,80H
OUT DX,AL;0->PC0,维持低电平
MOV AL,89H;PC1 PC2 PC3 三口作为输入OUT DX,AL;输入状态
CALL Delay8us
MOV DX,PC_8255
IN AL,DX
ROR AL,1
RCR BL,1;al中内容放进bl中备份
MOV DX,Con_8255;结束读一位，准备接收下一位
MOV AL,80H
OUT DX,AL
MOV AL,01H;PC0口置1
OUT DX,AL
MOV AL,0BH ;PC5口置1
OUT DX,AL
LOOP Read
MOV AL,BL
RET
READ_18B20 ENDP
;********************************* ; 判断DS18B20是否存在，启动DS18B20;CF为判断标志
;********************************* START_Temperature PROC NEAR CALL INIT_18B20;先复位DS18B20 MOV AL,0CCH;跳过ROM匹配，忽略64位
CALL WRITE_18B20 ;每次命令和数据的传输都是从主机启动写时序开始MOV AL,44H ;发出温度转换命令12位转换时最长为750微秒结果存入9字节的RAM中
CALL WRITE_18B20
CLC
RET
START_Temperature ENDP
;********************************* ; 读出转换后的温度值，存在AX
;********************************* RD_Temperature PROC NEAR CALL INIT_18B20 ;准备读温度前先复位
MOV AL,0CCH ;跳过ROM匹配CALL WRITE_18B20
MOV AL,0BEH ;发出读温度命令，读暂存器，读内部RAM中9字节的内容CALL WRITE_18B20;进行写命令以后再启动读时序
CALL READ_18B20 ;读出温度的低8位MOV AH,AL ;存放到AX
CALL READ_18B20;读出温度的高8位XCHG AL,AH
RET
RD_Temperature ENDP
;****************************** ;初始化8255
;****************************** Init8255 PROC NEAR
MOV DX,Con_8255 ;将控制口地址读入DX 中,Con_8255 00F3H
MOV AL,80H
OUT DX,AL
DEC DX ;得到PC口地址:PC_8255 00F2H MOV AL,0FFH
OUT DX,AL
RET
Init8255 ENDP
;****************************** ;声光报警
;****************************** ALARM PROC NEAR
mov dx,PC_8255 ;高于逻辑开关界限值则设置方式控制字
mov al,0D1h ;二极管进行发光报警,蜂鸣器进行声音报警
out dx,al
call DELAY ;启动报警状态延时子程序
RET
ALARM ENDP
Delay PROC NEAR;延时
mov bp,0FFFFh
CALL DISPLAY_DATA;声光报警的同时显示温度界限值和测得的值
RET
Delay ENDP
InitPCI PROC NEAR
MOV AH,00H
MOV AL,03H
INT 10H ;清屏
MOV AH,0B1H
单片机课程设计报告——温度报警器
单片机原理与应用 课程设计报告 课程设计名称：温度报警器设计 专业班级：13计转本 学生姓名：张朝柱肖娜 学号：20130566140 20130566113 指导教师：高玉芹 设计时间：2016-11—2017-12 成绩： 信电工程学院
摘要 2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。
目录 1绪论 (1) 1.1温度报警器简介 (1) 1.2温度报警器的背景与研究意义 (1) 1.3温度报警器的现状及发展趋势 (1) 2 系统整体方案设计 (2) 2.1 设计目标 (2) 2.2系统的基本方案 (2) 2.2.1 系统方案选择 (2) 2.2.2 各模块方案选择 (3) 2.3主要元器件介绍 (3) 2.3.1 STC89C52的简介 (3) 2.3.2 DS18B20的简介 (4) 3 系统的硬件设计与实现 (5) 3.1 系统硬件概述 (5) 3.2主要单元电路的设计 (5) 3.2.1键盘扫描模块电路的设计 (5) 3.2.2单片机控制模块电路的设计 (5) 3.2.3报警模块电路的设计 (6) 3.2.4 LCD1602显示模块电路的设计 (7) 4 系统的软件设计与实现 (8) 4.1 KEIL软件介绍 (8) 4.2系统程序设计流程图 (8) 4.2.1 主程序软件设计 (8) 4.2.2 按键软件设计 (9) 4.2.3 密码设置软件设计 (9) 4.2.4 开锁软件设计 (10) 5 系统仿真设计 (12) 5.1 Proteus 软件介绍 (12) 5.2 Proteus 仿真图 (12) 5.3 硬件调试 (13) 5.4 调试结果 (13) 6 结论 (14)
温度上下限报警电路文档
电子与信息工程系 课程设计报告书 课程名称：温度上下限报警电路 班级：通信工程 学号姓名：^^^^^^^^^^^^^^^ 指导教师：^^^^^^^^^^^^^ 二○一二年六月 一、设计内容 设计并制作完成一个温度上下限报警电路，分设计/仿真和实验/制作两部分完成。 二、技术指标与要求
当被测温度达到或高于上限设定值时，一支红色发光二极管亮；当被测温度达到或低于下限设定值时，另一支绿色发光二极管亮。三、可供主要元件 每台实验箱里内有功能电路和元器件，如差动放大电路，振荡电路，反馈放大电路等可供使用。 四、实验目的 （1）掌握集成运算放大器的工作原理、性能、指标及选择标准和使用方法。 （2）掌握比较器及其辅助电路的组成、工作原理。 （3）掌握气体敏感元件的一般原理、性能、指标及选择标准和使用方法。 （4）掌握简单桥式测量电路的原理、构造。 （5）掌握简单报警电路的构造和原理。
（6）掌握以上电路的设计原则及设计方法并能正确运用。 （7）掌握实际电子线路印刷板的设计原则和方法。 （8）掌握电子线路的一般调试、测试方法 五、实验原理 温度上下限报警电路实验原理图 如图所示，热敏电阻的阻值会随着温度的增加而减小，随着温度的降低而增大。所以随着温度的改变负载电阻R3两端电压也会随着改变，从而进入运放的温变负载电阻R3两端电压也会随着改变，从而进入运放的温度比较电压也发生变化。该设计中我们通过电位器来改变设定电阻R2的阻值从
而改变运放一端输入电压的门限值，设定电阻R2的阻值从而改变运放一端输入电压的门限值，来设定我们所需要的温度检测范围。 (1)LM358相关知识的介绍 LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 LM358端口图： （2）电压比较器的工作原理 电压比较器将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。 反相型迟滞比较器见下图
温度检测报警
单片机原理及应用 综合训练项目三 题目温度测量报警系统设计 专业测控技术与仪器 班级测控12-2 姓名学号王治国 1205070219 邱微 1205070214 于凤燕 1205070222 吴斌 1205070220 任课教师王焱
摘要 该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测，为设备的正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。另外该方案显示部分采用LED数码管来显示温度 关键词：蜂鸣器；温度检测；LED数码管；
目录 综述 一．工程描述 二．方案分析及程序框图 三．温度检测报警硬件设计方案 四．温度检测报警设计方案 五．温度检测报警系统的调试 六．设计总结和心得 附录
综述 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用必须重视。 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。在控制领域中，对温度的控制有着举足轻重的作用。例如陶瓷的烧烤，只有控制住温度的适度，才能制作出一件完美的艺术品，否则只是一件废品；还有如酿酒的过程，也需要对温度进行控制。可见，在生活的许多方方面面都有着对温度进行感知和控制的需要。 本次设计的目的就是基于AT89C51单片机设计一个温度检测,报警的系统，该系统能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测，为设备的正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。
温度检测及报警系统
温度检测及报警系统 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在农业生产中也离不开温度在工业生产过程中需要实时测量温度，关，
的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。对它的测量与控制有十分重要的意温度是一个十分重要的物理量，人们也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，义。直接影响着如大气及空调房中温度的高低，迫切需要检测与控制温度：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 ;工业易燃品的存放。食原有新鲜品质，达到粮食保质保鲜的目的在产品质量控制和监测以及节约能源等方面发测温技术在生产过程中，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，在设计程序设计等知C++实验过程中，运用到单片机、模电、数电、传感器和也能够提高我们应用交这既能加强我们的理论知识与实践的结合，识，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显示部温度采部部分分报警部分 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COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞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，）所示：c（4-2其电路如图
基于51单片机的温度警报器的设计
西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书
目录 摘要 (3) 1 引言 (3) 1.1课题背景 (3) 1.2研究内容和意义 (5) 2 芯片介绍 (5) 2.1 DS18B20概述 (5) 2.1.1 DS18B20封装形式及引脚功能 (6) 2.1.2 DS18B20内部结构 (6) 2.1.3 DS18B20供电方式 (9) 2.1.4 DS18B20的测温原理 (10) 2.1.5 DS18B20的ROM命令 (11) 2.2 AT89C52概述 (13) 2.2.1单片机AT89C52介绍 (13) 2.2.2功能特性概述 (13) 3 系统硬件设计 (13) 3.1 单片机最小系统的设计 (13) 3.2 温度采集电路的设计 (14) 3.3 LED显示报警电路的设计 (15) 4 系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4.1 流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4.2 温度报警器程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 4.3 总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 5总结 (20)
摘要 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。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的数字温度报警器系统。详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，并可以根据需要任意上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机；温度检测；AT89C52;DS18B20; 1 引言 1.1课题背景 温度是工业对象中主要的被控参数之一，如冶金、机械、食品、化工各类工业生产中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的温度处理要求严格控制。随着科学技术的发展，要求温度测量的范围向深度和广度发展，以满足工业生产和科学技术的要求。 基于AT89C51单片机提高了系统的可移植性、扩展性，利于现代测控、自动化、电气技术等专业实训要求。以单片机为核心设计的温度报警器，具有安全可靠、操作简单方便、智能控制等优点。 温度对于工业生产如此重要，由此推进了温度传感器的发展。温度传感器主要经过了三个发展阶段[1]： （1）模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、
设计一个温度监测和显示报警电路
设计要求：设计一个温度监测和显示报警电路，电路包括：温度监测、显示报警和供电电源3个部分。 1）设计温度监测电路。温度监测范围：0～100℃；对应输出电压0～10V（参考值）。2）设计窗口比较器电路。上下限可调整；为窗口比较器设计状态指示灯，超过上限红灯亮、低于下限绿灯亮、上下限之间黄灯亮；超限时有报警提示音。 3）为上述电路设计配套供电电源。 4）确定上述电路中所有元器件的型号或参数。电阻要给出阻值和功率；电容要给出容量和耐压；变压器要给出输出电压和功率。 5）关键元器件的参数选择要说明计算公式。如放大倍数、工作电流、设定电压等。 1、电路图 电源部分 温度检 测和显 示报警 部分 2、元器 件选择 及参数 计算 （1）变 压器 UI=（整 流输出 +稳压 器压降）×（阻抗压降）×（电源波动） 取整流输出为12V（即VCC），因此UI=（12+3）××。取UI为18V。变压器次级电压为U2=UI/~=15V.电源电路电流约为60mA，取100mA。变压器功率为12×100mA=。所以变压器可选15V/3W。 （2）整流二极管 电源输出电流按计算 桥式电路中每只二极管电流为Id=1/2Iomax=。每只二极管承受的最大反压U(M)==24V。可选用1N4001，其参数为Io=1A,Urm=100V。 （3）滤波电容 一般来说，充电时间常数RC是其充电周期的（2~5）倍。 对于桥式整流电路，滤波电容的充电周期是其交流电源周期的一半，即RC≥(2~5)T/2=(2~5)/2f。取倍，C=830μF，取C=1000μF。考虑电容的耐压值，电网电压最高为Ucmax=×=。综合考虑，C1可选1000μF/50V的电解电容。C2、C3为μF的瓷片电容，用于滤去高频纹波。 （4）NTC热敏电阻的选择 测温电路输出电压Uo=R1×Vcc/(R1+RNTC)，根据要测的温度范围和设定的温度电压范围，
温度检测和报警系统方案
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： 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COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞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：
环境温度检测与报警
湖南工程学院 课程设计 课程名称单片机原理与应用 课题名称环境温度检测与报警 专业电气工程及其自动化 班级 学号 姓名 指导教师王迎旭李晓秀汪超赵葵银 2012年9月14日
湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称单片机与应用 课题环境温度检测与报警 专业班级 学生姓名 学号 指导老师王迎旭李晓秀汪超赵葵银 审批王迎旭李晓秀汪超赵葵银 任务书下达日期2012年9月3日任务完成日期2012年9月14日
设计内容与设计要求 设计内容： 本课题要求以单片机为核心设计一个环境温度检测与报警系统，要求测温范围为–10~125℃，精度误差在0.1℃以内，LED 数码管直读显示，可以由用户自己设定上限温度，如果环境温度超过实际温度或在3秒内温度变化超过5度则会发出声光报警。 设计任务包括控制系统硬件设计和应用程序设计。要求焊接好开发板，在开发板上进行调试。 设计要求： 1）确定系统设计方案； 2）进行系统的硬件设计； 3）完成必要元器件选择； 4）开发板焊接及测试
5）系统软件设计及调试； 6）系统联调及操作说明 7）写说明书 主要设计条件 1、MCS-51单片机实验操作台1台； 2、PC机及单片机调试软件； 3、开发板1块； 4、制作工具1套； 5、系统设计所需的元器件。 说明书格式 封面 课程设计任务书 目录 第1章概述（课题设计的要求、目的及意义） 第2章系统总体方案选择与说明（系统硬件电路设计框图与工作原理）第3章硬件电路设计（各部分电路设计、原理、参数计算、I/O分配等）
第4章应用软件设计（流程图、算法等） *第5章系统仿真调试 第6章硬件调试与结果分析（开发板焊接、性能测试、结果、操作说明）第7章结束语（系统设计小结：已完成的工作、效果、特色、不足与展望）致谢 参考文献 附录 A 系统硬件电路原理图 附录B程序清单 评分表 进度安排
温度控制报警器设计
温度控制报警器第一章：序论 1.1温控警报器的原理 1.2温控警报器的广泛运用 1.3温控警报器的主要功能介绍 第二章：主要元器件的介绍 2.1温度传感器的原理 2.2温度传感器的发展及运用 2.3单片机的选用及其功能介绍 2.3.1单片机引脚介绍 2.3.2单片机工作原理 2.4 DS18B20温度传感器的介绍 2.4.1引脚介绍 2.4.2DS19B20的内部结构 2.4.3DS18B20的工作原理 2.4.4DS18B20的测温原理 2.4.5DS18B20的ROM命令 2.5四位数码管工作原理 第三章：温控警报器系统硬件主要模块 3.1单片机的最小系统 3.2温度采集模块 3.3温度显示模块 3.4键盘输入控制模块 3.5输出报警模块 第四章：单片机程序设计 4.1温度采集程序 4.2温度显示程序 4.3键盘输入程序 4.4输出报警程序 总结 致谢 参考文献 附录A 总电路图 附录B 元器件清单 附录C 温控报警器总程序
第一章 1.1温控报警器的工作原理 本温控报警器由一个DS18B20温度传感器采集外部温度，然后将采集到的温度信息传送到单片机内，单片机通过处理，将信息输出到数码管上，使数码管显示当前温度传感器采集到的温度，我们通过外设键盘，可设置报警的温度范围，如果传感器采集到的温度高于设置的温度，或者低于设置的温度，单片机自动处理，输出一个警报信号，发出叫声并且红灯闪烁！ 1.2温控警报器的运用 温控警报器用于防火 在炎热的夏天或者是干燥的冬天，火灾都都是人们不可小视的灾难，因此预防火患可以提高人们生活的安全性，我们将温控报警器安置在恰当的位置，如果温度过高，温控报警器就自动报警，让人们知道哪里哪里可能即将发生火灾，人们好尽快的将火灾灭杀在襁褓之中，极大的减小了火灾的可能！ 温控警报器在电子产品上得运用 电子产品由于过于精密，很多电子产品只能工作于一定的温度条件下，如果环境温度高于或者是低于某个温度值，产品的性能就达不到最好，对于一些精密的测量，就会有很大的影响，反之，如果用温控警报器加以监控，就可以知道这些电子产品的工作是否正常，测量的值是否该加以修正，或者该去改变这些电子产品的工作环境！比如：温度通过影响电源中的电容和半导体元器件，进而影响到电源的性能：温度变化会引起输出电压变化，即通常讲的温飘。温度对AC/DC电源影响大是因为大部分AC/DC 电源都大量使用铝电解电容（如滤波电容、储能电容、启动电容），铝电解电容除了容量大、耐高压外无任何优点，若电脑电源使用质量差的铝电解电容，可能发生低温不启动、高温容易坏（铝电解电容中电解液干枯所致）。温度对DC/DC电源影响不大也是因为电容，DC/DC电源中不是使用铝电解而大多使用钽电容、瓷片电容等，当然他们的价格也不会是同一个档次。温度对电容的影响如下：一般情况下，电容的寿命随温度的升高而缩短，最明显的是电解电容器。一个极限工作温度为85℃的电解电容器，在温度为20℃的条件下工作时，一般可以保证180000小时的正常工作时间，而在极限温度
设计一个温度监测和显示报警电路
设计一个温度监测和显 示报警电路 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
设计要求：设计一个温度监测和显示报警电路，电路包括：温度监测、显示报警和供电电源3个部分。 1）设计温度监测电路。温度监测范围：0～100℃；对应输出电压0～10V（参考值）。2）设计窗口比较器电路。上下限可调整；为窗口比较器设计状态指示灯，超过上限红灯亮、低于下限绿灯亮、上下限之间黄灯亮；超限时有报警提示音。 3）为上述电路设计配套供电电源。 4）确定上述电路中所有元器件的型号或参数。电阻要给出阻值和功率；电容要给出容量和耐压；变压器要给出输出电压和功率。 5）关键元器件的参数选择要说明计算公式。如放大倍数、工作电流、设定电压等。 1、电路图 电源部分 温度检测和显 示报警部分 2、元器件选择 及参数计算 （1）变压器 UI=（整流输出+稳压器压降）×1.1（阻抗压降）×1.1（电源波动） 取整流输出为12V（即VCC），因此UI=（12+3）×1.1×1.1。取UI为18V。变压器次级电压为U2=UI/(1.1~1.2)=15V.电源电路电流约为60mA，取100mA。变压器功率为12×100mA=1.2W。所以变压器可选15V/3W。 （2）整流二极管
电源输出电流按0.5A计算 桥式电路中每只二极管电流为Id=1/2Iomax=0.25。每只二极管承受的最大反压 U(M)=1.4U2max=24V。可选用1N4001，其参数为Io=1A,Urm=100V。 （3）滤波电容 一般来说，充电时间常数RC是其充电周期的（2~5）倍。 对于桥式整流电路，滤波电容的充电周期是其交流电源周期的一半，即RC≥ (2~5)T/2=(2~5)/2f。取1.5倍，C=830μF，取C=1000μF。考虑电容的耐压值，电网电压最高为Ucmax=1.1×1.4U2max=23.33V。综合考虑，C1可选1000μF/50V的电解电容。 C2、C3为0.1μF的瓷片电容，用于滤去高频纹波。 （4）NTC热敏电阻的选择 测温电路输出电压Uo=R1×Vcc/(R1+RNTC)，根据要测的温度范围和设定的温度电压范围，选择合适的R1的值。若NTC选择MF53，可以选择R1为1K。 （5）窗口比较器 上限比较器的电压UH=RP1×VCC/(R2+RP1) 下限比较强的电压UL=RP2×VCC/(R4+RP2) 可以选择R2=R4=2K。RP1和RP2可以选择12K的滑线变阻器，可以调整上下限的电压。（6）限流电阻 一般发光二极管压降为2V，电流为100mA。所以R10可选1K/（1/8W）。
温度控制电路设计---实验报告
温度控制电路设计一、设计任务 设计一温度控制电路并进行仿真。 二、设计要求 基本功能：利用AD590作为测温传感器，T L 为低温报警门限温度值，T H 为高 温报警门限温度值。当T小于T L 时，低温警报LED亮并启动加热器；当T大于 T H 时，高温警报LED亮并启动风扇；当T介于T L 、T H 之间时，LED全灭，加热器 与风扇都不工作（假设T L ＝20℃，T H ＝30℃）。 扩展功能：用LED数码管显示测量温度值（十进制或十六进制均可）。 三、设计方案 AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1μA/K。AD590适用于150℃以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。 主要特性：流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度(K) 度数；AD590的测温范围为- 55℃~+150℃；AD590的电源电压范围为4～30 V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；输出电阻为710mΩ；精度高，AD590在-55℃~+-150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。 基本使用方法如右图。 AD590的输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准， 每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其 输出电流I out =（273+25）=298μA。 V o 的值为I o 乘上10K，以室温25℃而言，输出值为 10K×298μA=2.98V 。 测量V o 时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。 温度控制电路设计框图如下： 温度控制电路框图 由于Multisim中没有AD590温度传感器，根据它的工作特性，可以采用恒流源来替代该传感器，通过改变电流值模拟环境温度变化。通过温度校正电路得
温度检测电路
第１章绪论 1.1 引言 温度检测在自动控制系统电路设计中的使用是相当广泛的，系统往往需要针对控制系统内部以及外部环境的温度进行检测，并根据温度条件的变化进行必要的处理，如：补偿某些参数、实现某种控制和处理、进行超温告警等。因此，对所监控环境温度进行精确检测是非常必要的，尤其是一些对温度检测精度要求很高的控制系统更是如此。良好的设计可以准确的提取系统的真实温度，为系统的其他控制提供参考；而相对不完善的电路设计将给系统留下极大的安全隐患，对系统的正常工作产生非常不利的影响。本文结合实践经验给出两种在实际应用中验证过的设计方案。 1.2 设计要求 1.确定设计方案画出电路图 2.完成所要求的参数计算 3.对电路进行焊接与组装 4.对电路进行调试 5.写出使用说明书 1.2.1 设计题目和设计指标 设计题目：温度检测电路 技术指标：1. 量程：0-30摄氏度 2. 两位数码管显示 1.2.2 设计功能 1. 温度检测
2. 信号调理 3. 数码显示 1.2.3 硬件设计 1.传感器可选择LM35（因为热敏电阻的精度不高）。 2.模数转换，译码可选择集成芯片ICL7107芯片。 3.显示电路可以选择数码管三位显示室温。 1.3 需要做的工作 1.器件选型 2.原理图绘制 3.各个流程设计 4.仿真之后做出实物
第２章电路的方框图 2.1 数字温度计电路原理系统方框图 数字温度计电路原理系统方框图，如图1-1所示。 图1-1 电路原理方框图 2.2 方框图工作流程介绍 通过温度传感器采集到温度信号，经过放大电路送到A/D 转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。在温度采集过程中我们选择多种传感器进行比较，但我们最终选择LM35温度传感器，因为它校准方式简单，使用温度范围适中。在A/D转换和译码的过程中，我们选择了ICL7107芯片，因为他集模数转换与译码器于一体，使得外围电路简单，易于焊接，而且抗干扰能力强。
数字温度计显示报警系统设计
数字温度计显示报警系统设计 【摘要】在现代化社会发展的驱使下，人们的生活步调日益加快，对于温度的利用与掌握变得尤为重要。本文主要就是利用单片机技术设计一款数字温度计显示报警系统，以STC89C51单片机为核心，配备液晶显示、温度传感器等完善温度计显示的功能设置。温度传感器采用DS18B20芯片，这个温度计显示系统可以随时设置温度上、下限值，进行温度范围设置，同时当检测到的温度超过设置的范围时，系统会自动报警。 【关键词】单片机；液晶显示；温度传感器 文章的核心主要从硬件设计和软件设计两个大的方面阐述。硬件电路设计从功能上划分成各个功能小电路，通过对这些功能小电路的具体设计并建立合理的电气连接关系完成系统的硬件设计。软件用汇编语言来实现，主要包括主程序、显示与键盘设置子程序、温度测量子程序。整个系统采用5V电源供电。基于对单片机的进一步学习和掌握，由此开展了本文的设计，即基于单片机技术的一款“数字温度计显示报警系统”。它不仅融合了大量的单片机技术，同时也需要各种电路设计基础，以及对各种功能芯片的认识。本文主要就是利用单片机技术设计一款数字温度计显示报警系统，以STC89C51单片机为核心，配备液晶显示、温度传感器等完善温度计显示的功能设置。温度传感器采用DS18B20芯片，这个温度计显示系统可以随时设置温度上、下限值，进行温度范围设置，同时当检测到的温度超过设置的范围时，系统会自动报警。 一、具体设计方案 1.系统采用STC89C51单片机为核心器件，控制整个系统的运行。 2.系统的温度采集器件采用的是DS18 B20温度传感器，与单片机直接相连，测量精度可以达到0.1℃，测量范围为-55℃～+125℃。 3.系统的显示器件采用的是RT12864M液晶显示器。 4.温度的上限、下限的设定是通过接入键盘电路来实现的。系统共设计了8个按键，按键接入STC89C51芯片的P1口的8个引脚，由液晶显示芯片完成查询具体按键状态。在设置按键功能上分别设有不同功能，以辅助系统完成多功能设置。 二、硬件设计 系统的硬件设计按照以下六步走：
温湿度控制器(上下限继电器)设计报告
温湿度控制器设计报告 本设计研究单片机数字温湿度控制器，通过全数字型温湿度传感器测量宽范围的温湿度数据，用来满足恒温湿车间控制、大棚温湿度控制等工农业生产领域需要，要求温湿度测量响应时间快、长期稳定性好，抗干扰能力强，具有较高的应用价值。 一、性能特点 ●配用全数字型温湿度传感器DHT11，温度测量范围0℃--100℃，湿度测 量范围0%RH—90%RH，可以满足一般需要。若要求更宽测量范围，只需 更换温湿度传感器型号，硬件电路及软件程序全兼容。 ●温湿度测量响应时间快、长期稳定性好。 ●采用先进的专用微处理器芯片STC89C52，可靠性高，抗干扰能力强。 ●配用EEPROM芯片A T24C04，使存储的温度上下限和湿度上下限可以 掉电永久保存。 ●可以通过四个按键方便地实现温湿度上下限的调整。 ●当温度或湿度超限后，报警信号点亮相应报警灯。 ●配用三极管和继电器，可以通过驱动继电器打开或切断风机、加热器等 外部设备。 二、功能说明 1、实时测量当前温度值和湿度值，在液晶屏动态显示。 2、可以显示当前允许温度范围，在液晶屏显示，如“20-45”表示允许温度范围为20摄氏度至45摄氏度。 3、可以显示当前允许湿度范围，在液晶屏显示，如“15-60”表示允许湿度范围为15%至60%。 4、当温度低于温度下限时，低温报警灯亮，控制继电器动作。 5、当温度高于温度上限时，高温报警灯亮，控制继电器动作。
6、当湿度低于湿度下限时，低湿报警灯亮，控制继电器动作。 7、当湿度高于湿度上限时，高湿报警灯亮，控制继电器动作。 8、可以通过键盘调整温度上下限和湿度上下限，具体方法是连续按设置键直至温度下限、温度上限、湿度下限、湿度上限相应的位置闪烁，再通过Up键和Down键调整数值，调整完毕继续按设置键进入正常状态。 9、可以保存设置参数至EEPROM中，具体方法是按保存键，此时当前设置参数存盘，重新上电显示新的设置值。如果不按保存键，所调整的设置参数只在此次运行有效，关电后恢复原先设定值。 三、硬件设计 1、设计框图 本研究设计的温湿度控制器框图如图1所示。 图1 温湿度控制器方框图 图中STC89C52单片机每2秒钟从DHT11温湿度传感器中读入温度和湿度，在液晶屏上即时显示。 液晶屏上同时可以显示温湿度上下限值，该上下限设置值保存外外部EEPROM存储器中，掉电不失，并且可以通过四只按键上调或下调。 当温度或湿度值超过上下限值时，报警信号点亮相应报警灯。同时该报警信号通过三极管驱动继电器，以控制外部风机或加热器。
嵌入式系统课程设计温度检测报警系统
嵌入式系统课程设计
姓名： 班级： 学号： . 目录： 一．系统要求二．设计方案三．程序流程图四．软件设计
五．课程总结与个人体会 . 一、系统要求 使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统，具体要求： 1、使用热敏电阻或者内部集成的温度传感器检测环境温度，每0.1秒检测一次温度，对检测到的温度进行数字滤波（可以使用平均法）。记录当前的温度值和时间。
2、使用计算机，通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。 3、使用计算机进行时间的设定。 4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。 5、若超过上限值或者低于下限值，则STM32进行报警提示。 . 二、设计方案 本次课程设计的要求是使用STM32F103设计一个温度测控系统，这款单片机集成了很多的片上资源，功能十分强大，我使用了以下部分来完成课程设计的要求： 1、STM32F103内置了3个12位A/D转换模块，最快转换时间为1us。
本次课程设计要求进行温度测定，于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的内部信号源进行转换。当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换，本设计只采集一个通道的信号，所以不使用扫描转换模式。本设计需要循环采集电压值，所以使用连续转换模式。 2、本次课程设计还使用到了DMA。DMA是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据，不需要微处理器干预。使能ADC的DMA接口后，DMA控制器把转换值从ADC数据寄存器(ADC_DR)中转移到变量ADC_ConvertedValue中，当DMA传输完成后，在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的内容就是ADC转换值了。 3、STM32内部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压值转换成数字值。STM内部的温度传感器支持的温度范围：-40到125摄氏度。利用下列公式得出温度 温度(°C) = {(V25 - VSENSE) / Avg_Slope} + 25 式中V25是 VSENSE在25摄氏度时的数值（典型值为1.42V） ）曲线的平均斜率（典型值为4.3mV/C是温度与Avg_SlopeVSENSE利用均值法对转换后的温度进行滤波，将得到的温度通过串口输出。 . 4、本设计采用了USART1作为串行通信接口，来进行时间、温度的传输，以及进行时间和温度上下限的设定。 5、当温度超过上下限时，开发板上的灯会相应亮起作为警报，使用
多路温度检测.显示与报警系统设计
课程设计报告 课题多路温度检测、显示与报警系统设计小组成员 指导老师
目录 一、前言2222222222222222222222222222222222222222222222221 二、方案论证222222222222222222222222222222222222222222221 2.1测温元件的选择2222222222222222222222222222222222221 2.1.1热电偶和热电阻的选择222222222222222222222222221 2.1.2热电偶的分类22222222222222222222222222222222222 2.2采集模块的选择2222222222222222222222222222222222223 2.2.1多功能采集卡22222222222222222222222222222222223 2.2.2 USB采集卡2222222222222222222222222222222222224 2.2.3采集模块ADAM-4000系列2222222222222222222222224 2.2.4采集模块ADAM-5000系列2222222222222222222222225 三、硬件电路设计22222222222222222222222222222222222222222226 3.1系统结构方框图2222222222222222222222222222222222227 3.2采集模块与主机电路222222222222222222222222222222227 3.3采集模块与设备电路222222222222222222222222222222228 四、软件设计222222222222222222222222222222222222222222222229 4.1组态界面的设计2222222222222222222222222222222222229 4.2报警系统的设计2222222222222222222222222222222222229 4.3实时温度数据曲线的设计22222222222222222222222222211
温度报警器传感器课程设计报告
摘要 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于 89S51 单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器 DS18B20 开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感器DS18B20 的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。 DS18B20 与AT89C51 结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机报警系统 DS18B20 温度传感器数字温度计 AT89S52
目录 1、概述 (1) 1.1 课程设计的意义 (1) 1.2 设计的任务和要求 (1) 2、系统总体方案及硬件设计 (2) 2.1 数字温度计设计方案论证 (2) 2.1.1 方案一 (2) 2.1.2 方案二 (2) 2.2 系统总体设计 (3) 2.3 系统模块 (4) 2.3.1 主控制器 (4) 2.3.2 显示电路 (5) 2.3.3 温度传感器 (5) 2.3.4 报警温度调整按键 (6) 3、系统软件算法分析 (7) 3.1 主程序流程图 (7) 3.2 读出温度子程序 (7) 3.3 温度转换命令子程序 (8) 3.4 计算温度子程序 (8) 3.5 显示数据刷新子程序 (8) 3.6 按键扫描处理子程序 (9) 4、实验仿真 (10) 5、总结与体会 (11) 查考文献 (12) 附1 源程序代码 (13) 2 实物图 (20)
温度监测及报警电路(热敏电阻+LM324)
温度监测及报警电路（热敏电阻+LM324）姓名：_____孔亮______ 学号：____0928401116____ 一、元件介绍： 1、热敏电阻MF53-1：
2、LM324： LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，lm324原理图如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。lm324引脚图见图2。 图一图二由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。 3、LED——发光二极管 LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。 一般LED工作时，加10mA足以使之正常工作，故电阻值为V o/10mA，即为外加电阻的值，如+5V的电压下可以使用500欧姆的电阻。 二、设计原理： 检测电路采用热敏电阻RT(MF53-1)作为测温元件；采用LM324作比较电路；用发光二极管实现自动报警。 报警分三级：温度>20O C，一个灯亮； 温度>40O C，二个灯亮； 温度>60O C，三个灯亮。
嵌入式系统课程设计(温度检测报警系统).docx
嵌入式系统课程设计 姓名：________________________ 班级：________________________ 学 号:
目录: 一?系统要求 二?设计方案 三.程序流程图 四?软件设计 五?课程总结与个人体会 ,、系统要求 使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统，具
体要求： 1、使用热敏电阻或者内部集成的温度传感器检测环境温度，每0?1秒检测一次温度，对检测到的温度进行数字滤波（可以使用平均法）。记录当前的温度值和时间。 2、使用计算机，通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。 3、使用计算机进行时间的设定。 4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。 5、若超过上限值或者低于下限值，则STM32进行报警提示。
二、设计方案 本次课程设计的要求是使用STM32F10设计一个温度测控系统，这款单片机集成了很多的片上资源，功能十分强大，我使用了以下部分来完成课程设计的要求： 1、S TM32F10内置了3个12位AlD转换模块，最快转换时间为Ius。本次课程设计要求进行温度测定，于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的内部信号源进行转换。当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换，本 设计只采集一个通道的信号，所以不使用扫描转换模式。本设计需 要循环采集电压值，所以使用连续转换模式。 2、本次课程设计还使用到了DMA DMA是—种高速的数据传输操作，允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据，不需要微处理器干预。使能ADC的DMA接口后，DMA空制器把转换值从ADC 数据寄存器（ADC_DR中转移到变量ADC_ConvertedValue中，当DMA 传输完成后，在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的内容就是ADC专换值了。 3、S TM32内部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接，此 通道把传感器输出的电压值转换成数字值。STM内部的温度传感器支持的温度范围：-40到125摄氏度。利用下列公式得出温度 温度（° C） = {（V25 - VSENSE） / Avg_Slope} + 25 式中V25是VSENSEi 25摄氏度时的数值（典型值为1.42V） AVg_Slope是温度与VSENS曲线的平均斜率（典型值为4.3mV∕C） 利用均值法对转换后的温度进行滤波，将得到的温度通过串口输出。