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1、数字温度报警器,引言,单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度、湿度等非电信号。由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。我们尝试利用51单片机来处理温度测量的问题,并利用报警系统增加其功能。,设计思路,目前，在工业控制的很多领域，温度监控普遍是利用热敏电阻组成的测温电路，经过AD与DA转换后实现测温，但是由于热敏电阻的不稳定性，导致测温易受外界干扰、且精度不高。由于单片机的接口信号是数字信号。要想用单片机获取温度这类非电信号的信息，温度传感器是一个不错的选择。,设计单片机数字温度报警器需要考虑以下 3 个方面：1.温度传感器芯片的选择；2.单片
2、机和温度传感器的接口电路；3.控制温度传感器实现温度信息采集以及数据传输。,关于温度传感器的选取,DS18B20数字温度传感器一个单总线器件，具有线路简单、体积小的特点。与传统的热敏电阻不同，DSI8B20可直接将被测温度转换为串行数字信号，供单片机处理。通过编程，DSI8B20可以实现9l2位的温度读数。信息经过单线接 口送人DS18B20，或从DS18B20送出，因此，从单片机到DSI8B20仅需连接一条信号线和地线。因此用他组成一个测温系统，具有线路简单，十分方便。,DS18B20特性、内部结构及引脚分布,DS18B20测温范围在-55+125；转换精度912位进制数，可编程确定转换的位
3、数；测温分辨率为9位精度为0.5，12位精度为0.062 5；转换时间：9位精度为93.75 ms、10位精度为187.5 ms、12位精度为750 ms；内部有温度上、下限告警设置。内部结构主要包括温度传感器、64位激光ROM单线单口、存放中间数据的高速暂存器、用于存储用户设定的温度上下限值、触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器等。,DS18B20 采用3 脚PR-35 封装或8 脚SOIC 封装，管脚排列如图所示。图中GND 为地，DQ 为数据输入/输出端（即单线总线），该脚为漏极开路输出，常态下呈高电平，Vcc 是外部+5V 电源端，不用时应接地，NC 为空脚。,关于单片机的选
4、取,AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I
5、/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个 全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。,主要功能特性,主要功能特性：兼容MCS-51指令系统 8k可反复擦写(1000次）ISP Flash ROM 32个双向I/O口 4.5-5.5V工作电压 3个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-33MHz 全双工UART串行中断口线 256x8bit内部RAM 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针,关于系统硬件设计,按照功能要求，系统主要
6、由主控制器，测温电路，报警部分，电源部分及显示电路所组成.主控制器采用了AT89S52来实现，显示部分采用了4位1体数码管，报警部分则采用三极管+蜂鸣器的简单组合。,方案采用AT89S52单片机作为控制器，完成所有的控制功能，包括：温度传感器DS18B20的初始化和读去温度值LED显示模块驱动按键识别和控制温度存储及读去超出温度范围报警,DS18B20电路连接,由于DS18B20 工作在单总线方式，其硬件接口非常简单，仅需利用系统的一条I/O线与DS18B20的数据总线相连即可，如图,显示模块,设计采用4位一体数码管，温度值精确到小数点后一位，最后一位显示C表示温度单位。该元件引脚如下图：,原
7、理图,关于系统软件设计,基于DS18B20数字温度传感器的软件设计采用C51编写程序，主要完成DS18B20的测量温度值计算及温度值的显示功能。其采用模块化设计，程序设计包括系统初始化、复位程序、读取温度程序、温度转换程序、数码管显示程序和延时程序，其总体流程图如图所示,功能介绍,本数字温度报警器是基于51单片机及温度传感器来设计的，主要实现：实时温度测量及显示，温度范围上下限设定，超出温度范围报警等功能。温度测量范围099.9摄氏度，精度为0.1摄氏度。可设置上限报警温度、下限报警温度（即高于上限值或者低于下限值时报警灯闪烁），默认上限报警温度为38、默认下限报警温度为5。报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值，最高下限报警值等于当前上限报警值。将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能。,材料部分,1、万能板 1片2、STC89C52单片机 1片3、40PIC座 1只4、四位一体数码管 1只5、按键 4只6、发光二极管 7、DS18B20温度传感器 1只8、电阻4.7K 4只9、排阻4.7K 1只10、DC座 1只11、开关 1只12、USB电源线 1条13、导线 若干,
