基于51單片機(jī)溫度報(bào)警器設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-09-04 12:05 本頁面
【正文】 等領(lǐng)域內(nèi)，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參數(shù)之一。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng) 的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M(jìn)行；沒有合適的溫度環(huán)境，許多電子設(shè)備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫度的控制要求都越來越高。由此可見，溫度的測量是非常重要的。 本設(shè)計(jì)以單片機(jī) AT89C52 為核心，通過 溫度傳感器 18B20 將溫度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，將溫度信號傳送給單片機(jī)通過溫度處理程序，送 LCD進(jìn)行顯示，最后溫度可以直接由 LCD 讀取。本文詳細(xì)闡述了硬件每一部分，并給出硬件框圖和系統(tǒng)原理圖，以及顯示溫度用的軟件程序，文中對所用到的主要器件做了較詳細(xì)的介紹分析， 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了溫度的自動控制和 報(bào)警 功能。 關(guān)鍵詞 18B20； 傳感器 ； AT89C52； 單片機(jī) ； 溫度 ；報(bào)警器 2 二 、設(shè)計(jì)方案論證 （一）系統(tǒng)主機(jī)選擇 本次設(shè)計(jì)選擇的是 Atmel 公司的 AT89C52，是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大 AT89C52 單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。 （二） 溫度傳感器選擇 溫度傳感器是檢測溫度的器件，其種類最多，應(yīng)用最廣，發(fā)展最快。目前最市場山主要有熱敏電阻、雙金屬片、集成化半導(dǎo)體溫度傳感器和熱電偶四大類。 本次設(shè)計(jì)中采用的是集成化半導(dǎo)體溫度傳感器 DS18B20。 DS18B20是美國 DALLAS半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并 且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。可以分別在 ms 和 750 ms 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，并且從 DS18B20 讀出的信息或?qū)懭?DS18B20 的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫 ,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無需額外電源。因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面較 DS1820 有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。 （三）液晶選擇 液晶顯示器（ LCD）的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。 LCD 以其微功耗、體積小、重量輕、超薄型等諸多優(yōu)點(diǎn)在袖珍式儀表和低功耗系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)中，顯示的內(nèi)容比較簡單（字母或者數(shù)字），因此選擇字符型的顯示模塊 3 性價比高。這里采用 LCD1602，它可以顯示兩行，每行 16 個字符，采用單＋ 5V 電源供電，外圍電路配置簡單。 （四）報(bào)警電路選擇 目前市場上 存在各種各樣的報(bào)警電路，比如聲光觸發(fā)、觸摸斷線 出發(fā)、紅外觸發(fā)等等。一般來說，一個系統(tǒng)都需要設(shè)計(jì)一個報(bào)警電路，以提醒使用者當(dāng)前系統(tǒng)所出現(xiàn)的錯誤或者需要引起操作者的注意?？紤]本次設(shè)計(jì)的數(shù)字式溫度表，只需要在測量的溫度超出范圍時，提醒使用者即可。因此，相應(yīng)的報(bào)警電路不需要復(fù)雜的功能，只需采用 一個蜂鳴器 即可。 三 、硬件電路設(shè)計(jì) （一）設(shè)計(jì)思路 溫度只要在所設(shè)定的上下溫度界限內(nèi)，就會在顯示設(shè)備中精確的顯示出來，如果溫度超過了所設(shè)定的溫度界限，就發(fā)出報(bào)警聲。能夠及時向溫度監(jiān)控人員發(fā)出溫度超限信息。便于溫控人員及時的調(diào)整與控制。另外此溫度控制器操作簡單，體積小，靈 敏度高，精度高。 （二）總體設(shè)計(jì)方框圖 A T 8 9 C 5 2 單 片 機(jī)L C D 顯 示采 集 驅(qū) 動 圖 21 總體設(shè)計(jì)方框圖 4 方框圖所示為數(shù)字溫度控制器的單體設(shè)計(jì)方框圖。其工作原理為：當(dāng)該電路上電工作以后，首先刷新顯示（ LCD），然后，溫度傳感器采集溫度送單片機(jī)檢查溫度的高低，由單片機(jī)送出信號經(jīng)過驅(qū)動電路送往顯示電路。 （三）原理圖 本系統(tǒng)中我們使用的原理圖主要分為三部分，單片機(jī)部分、傳感器電路部分、顯示電路部分。圖 32 為單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)部分。圖 33
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