温度报警器说明书

湄洲湾职业技术学院

温度报警器说明书

系别：自动化工程系

年级： 10级专业：电气自动化

姓名：陈继洪学号： 10101010233 导师姓名：李清生职称：副教授

2013年5月27日

1. 前言............................................................. - 1 -

2. 系统设计参数要求................................................. - 2 -

3. 系统设计......................................................... - 3 - 3.1系统设计总框图 . (3)

3.2各模块说明 (3)

3.3系统总原理图说明 (2)

3.4系统印刷电路板制作图 (6)

3.5系统的操作说明 (6)

3.6系统操作注意事项 (6)

参考文献............................................................ - 7 - 致谢语.............................................................. - 8 - 附录............................................................... - 9 - 附录1.电路总原理图 (9)

附录2.电路板制作图 (9)

附录3.元件清单 (11)

随着生产生活的需要，自动化控制越来越起到至关重要的作用。温度控制是工业生产过程中很普遍的过程控制，人们需要对各种加热炉，热处理炉，反应炉等锅炉中温度进行测量与控制。特别是冶金，化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用，其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的，工业生产中温度控制具有单向性、时滞性、大惯性和时变性的特征，同时要实现温度控制的快速性和准确性，对于对于提高产品质量具有很重要的意义。

对于不同的场所、不同的工艺、不同的产品所需要的温度范围不同、精度也不同，则采用的温度测量元件以及温度测量方法和控制方法都有所不同；产品工艺不同、温度控制的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同。因此对温度的控制方法要多种多样。随着电子技术和微型计算的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术也随之而产生。现有的温度传感器大多为(热电偶）体积大，应用复杂，多为模拟信号，已经不在适合现代工业的灵活性要求了。

本设计是基于单片机的温度控制系统，为闭环系统，工作的可靠性高、精度高。本设计主要围绕单片机进行设计，从实际应用出发，选取了体积小、精度相对较高的数字式温度传感器件DS18B20作为温度采集装置，以单片机89C2051作为主控芯片，1602作为显示输出，实现了对温度的实时测量，当温度超出设定范围系统将会自动调节加热或者降温系统，从而实现了实时恒温控制。

2.系统设计参数要求

该系统要求参数具体如下：

1.温度的检测选择DS18B20直接采集数据并以数字信号的形式传到处理器，以提高采样的精准度。测温范围为-55 ～+125 ℃。在-10～+85℃范围内误差为0.5 ℃。

2.采用单片机实现温度调节，具有较高的可靠性。

3.采取相应的措施（LED发光二极管闪烁），以提示用户温度和所需温度不同，从而实现对温度的控制。

3.系统设计

3.1系统设计总体框图

采用AT89C51作为主控单片机，温度模块选用DS18B20作为温度传感器，显示模块选用LCD1602，设置部分选用按键电路，其框图如图3.1所示。

图3. 1 系统设计框图

3. 2 各模块说明

3.2.1 AT89S51单片机最小系统模块

本系统以AT89C51单片机为核心加上复位电路和晶振电路组成，本系统选用12MHZ 的晶振，使得单片机有合理的运行速度。该电路主要由单片机最小系统、温度测量模块、显示接口和报警模块组成。

单

片

机

DS18B20

LED 显示

指示灯

图3.2.1 最小系统模块

3.2.2 温度测量模块

考虑温度传感器的测量精度和测量范围，本设计选择DS18B20温度传感器，如图 3.3.2所示。DS18B20温度传感器包含一个10位AD转换器，是一个以0.25的分辨力将温度数字化的温度传感器，

测量范围是-55摄氏度到125摄氏度。

图3.3.2 DS18B20温度传感器

3.2.3 蜂鸣器模块

是由单片机为机给蜂鸣器提供一个低电平时，三极管导通驱动蜂鸣器发出单片机所设定的参数作为

定时闹铃，其电路图（见图3.2.3所示）

图3.2.3 蜂鸣器

3.2.4 DS18B20温度传感器电路

图3.2.4 温度传感器电路引脚图3.2.5 晶振控制电路

图3.2.5晶振控制电路图

3.3系统总原理图说明

该电路是由18B20温度传感器作为温度传感器材，由A T89C2051 单片机进行数据处理，由0.56寸的三位共阳数码管显示温度值。可由电脑USB接口供电，也可外接6V-16V的直流电源。温度显示（和控制）的范围为：-55ºC到125 ºC之间，精度为1ºC，也就是显示整数。如果你设定报警的温度为20ºC，则当环境温度达到21ºC时，报警发光二极管发光，同时继电器动作。如果你不需要对温度控制（报警），可以将报警温度值设置高些。如果控制的是某局部的温度，可将18B20用引线引出，但距离不宜过大。（原理图见附录一）

3.4 系统印刷电路板制作图

电路板制作图（见附录二）

3.5系统的操作说明

①如电路正常，接通电源后，只显示“ºC”符号，无温度值；

②按下AN3，先显示上次存贮下来的设定温度（报警控制）值，然后再显示环境温度值，并随环境温度的变化而变化；

③再按一下AN3，温度数字闪烁，待调节；

④接着按AN1或AN2：按AN1为报警温度值变大，最大为125ºC；按AN2为报警温度值变小，最小为-55ºC；

⑤调好后再按一下AN3，调好的报警温度值被存贮，数码管又显示环境温度。当温度达到存贮的报警值时，电路发出报警信号和动作。

3.6系统操作注意事项

1.形成“ºC”符号显示的单个数码管应倒过来放置，否则就达不到目的了；

2.7805稳压块，应贴着板子安装，节约空间，同时起散热作用，常温下，7805的温度不高；

3.18B20、1N4148、LED、三极管及电解电容等不要装反；

4.电阻为卧式安放；

5.建议用尖烙铁头，细焊丝进行焊接，确保无短路，无虚焊