温度采集报警系统的设计和实现

2010年3月刊商品与质量理论研究

77温度采集报警系统的设计和实现

□胡思远

（西北民族大学数学与计算机科学学院甘肃兰州730030）

摘要：本文对温度采集与报警系统的现状与适用性进行分析，并针对目前温度采集报警系统的缺陷与不足进行改进，主要在温度适用范围与报警温度值的设定上面做了部分改进。

关键词：温度采集；报警系统适用性

该系统采用AT89C51作为微控制器，使用4×4矩阵式键盘作

为用户输入设备，采用DS18B20作为温度感应设备。系统从键盘

录入用户输入的数据并保存到数据存储器中，将温度感应器所采

集到的温度根据用户设定的模式与用户的数据进行比较，并用两

位LED 将所采集到的温度值进行显示，在一定控制模式下，当温

度超过用户的预设定值时则打开报警电路。

温度采集与报警系统是单片机系统运用的典型，本系统涉及

到计算机系统结构、计算机组成原理、MSC-51系列单片机等方面

的知识，是课程学习的典型实践。

该系统中涉及硬件电路的设计与软件结构的设计，其中硬件

电路，采用AT89C51单片机作为微控制器；采用4×4矩阵式键盘

作为系统与用户的交互界面中的输入设备，用户从键盘上输入预

设模式与预设温度值，输入值存储在预先指定的数据空间，从而规

定单片机的报警方式与极限值；采用温度感应器来采集温度值，将

采集到的温度值进行处理并存入指定的数据存储空间中。

在软件方面，本系统采用汇编语言作为程序设计语言，系统开

机之后对各个功能部件进行初始化，之后读取温度值信息，并在

LED 数码管上显示出来，如此在读数-显示之间循环，键盘输入采

用中断方式，当用户想设置或者更改模式时只需从键盘上进行操

作，而不需对系统进行复位操作，每次输入三个数据[格式为：预设

模式，预设温度值(2位)。

温度采集与报警系统中，首先应从硬件设计着手，只有在硬件

电路较为完善的前提下才能进行下一步的软件设计，硬件电路为

软件程序的运行提供必要的条件。温度采集与报警系统需要对温

度进行实时的采集，这其中涉及到了温度传感器，选用适用温度范

围较广，采集温度较高的温度传感器是这一系统得以实现预设功

能的重要条件；采集回来的温度值经数据线提交给单片机，单片机

对所得温度信息进行处理后通过LED 数码管显示出来，当达到用

户设定的一定极限时应能及时报警，这其中又涉及到了单片机、数

码管、报警器以及让用户输入数据的键盘电路。

单片机发展到今天，已经有很多型号。常见的单片机有Intel

公司的MCS-51、151、251系列；ZILOG 的Z8系列；Philips 公司的

80C51和51XA 系列；Motorola 的68HC05/08系列；Microchip 公

司的PIC16XX 系列单片机；Atmel 的89C51系列；Winbond 的

78E51系列等。相比之下，较早进入我国市场的是Intel 的MCS-51

型单片机。以MSC-51为基础，人们根据各种不同功能的需要，又

开发了各种型号的单片机。首先是功耗低、高性能的89C51。A T89C

系列和51完全兼容，但内含4K 字节的快擦写可编程/擦除只读存

储器，可以电擦写1000次以上。AT89C 系列单片机价格也便宜，

使用方便。它的时钟频率高达200MHZ ，芯片上的E2PROM 允许

在线（+5V ）电擦除、电写入，此外还支持软件选择的两种掉电工作

方式，非常适用于电池供电的场合。

测量温度的时候，通常使用线性（NTC ）温度传感器。线性温

度传感器就是线性化输出的负温度系数（简称NTC ）热敏元件，它

实际上是一种线性温度-电压转换元件，就是说在通以工作电流

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