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1、目录目录 摘要摘要 33 1 1 系统构成系统构成 44 2 2 硬件部分硬件部分 552.12.1 电源电路电源电路552.22.2 感温模块感温模块772.32.3 按键模块按键模块992.42.4 时钟模块时钟模块 10102.52.5 单片机单片机 10102.62.6 显示模块显示模块 16162.72.7 报警模块报警模块 17173 3 软件部分软件部分18183.13.1 主程序主程序 18183.23.2 读出温度子程序读出温度子程序 19193.33.3 温度转换命令子程序温度转换命令子程序 20203.43.4 计算温度子程序计算温度子程序 22223.53.5 显示温度
2、子程序显示温度子程序 2323附附 单片机程序单片机程序25254 4 设计小结设计小结3131 5 5 参考资料参考资料31312摘要摘要 当今世界已进入信息时代，以计算机技术、电子和通信技术为当今世界已进入信息时代，以计算机技术、电子和通信技术为代表的新技术正在迅速渗透到工业生产的各个领域，而计算机技术代表的新技术正在迅速渗透到工业生产的各个领域，而计算机技术的飞速发展，对人类社会的发展起到了极大的推动作用。的飞速发展，对人类社会的发展起到了极大的推动作用。在现代化在现代化的工业生产中，需要对周围环境的温度进行检测和控制。的工业生产中，需要对周围环境的温度进行检测和控制。本课程是本课程是基
3、于单片机控制设计，设计一个能根据需求设置低温、高温上下限基于单片机控制设计，设计一个能根据需求设置低温、高温上下限进行报警并通过液晶显示温度的系统。该系统使用进行报警并通过液晶显示温度的系统。该系统使用 AT89S52AT89S52 单片机，单片机，同时运用单线数字温度传感器同时运用单线数字温度传感器 DS18B20DS18B20，LEDLED 显示模块，声音报警模显示模块，声音报警模块，按键设置，电源电路等模块，可实现对温度的检测报警。块，按键设置，电源电路等模块，可实现对温度的检测报警。温度温度测量范围测量范围 099.9099.9 摄氏度，设置上限报警温度、下限报警温度，当超摄氏度，设置
4、上限报警温度、下限报警温度，当超出上下限时会报警，电源电压出上下限时会报警，电源电压 VCCVCC 为为 5V5V。课题经过实验验证达到设课题经过实验验证达到设计要求，具有一定的使用价值和推广价值。该作品使用数码管显示，计要求，具有一定的使用价值和推广价值。该作品使用数码管显示，可以清晰地显示当前的温度，使用者使用时不会出错，安全可靠，可以清晰地显示当前的温度，使用者使用时不会出错，安全可靠，可使用于各种食品储存室，植物养殖所等地方，使用性很高。可使用于各种食品储存室，植物养殖所等地方，使用性很高。关键字关键字 DS18B20DS18B20 单片机单片机 温度显示温度显示 温度报警温度报警3一
5、一 系统构成系统构成系统结构主要由两大分组成，硬件部分和软件部分，硬件部分系统结构主要由两大分组成，硬件部分和软件部分，硬件部分由电源电路由电源电路, ,感温模块，时钟模块，按键模块，单片机，显示模块，感温模块，时钟模块，按键模块，单片机，显示模块，报警模块组成。如图报警模块组成。如图 1.11.1图图 1.11.1电路图电路图 图图 1.21.24如图如图 1.21.2采用本单片机采用本单片机 AT89S52AT89S52 处理采集信息，数字温度采集传感器处理采集信息，数字温度采集传感器 DS18B20DS18B20 进行温度采集，及进行温度采集，及 LEDLED 数码管温度显示，蜂鸣器温度
6、报警。数码管温度显示，蜂鸣器温度报警。元器件清单元器件清单 如表如表 1.11.1名称名称型号型号参数参数说明说明电阻电阻R1R110K10K1 1 个个电阻电阻R2R2R9R91001008 8 个个电阻电阻R10R10R14R141K1K上拉电阻上拉电阻电容电容C1C110101 1 个个电容电容C2C2C3C330pF30pF2 2 个瓷片电容个瓷片电容三极管三极管Q1Q1Q5Q5850085004 4 个个晶振晶振Y1Y1120M120M1 1 个个5数码管数码管LEDLED4 4 个七段数码管个七段数码管按键按键K1K1K3K33 3 个个温度传感器温度传感器U2U2DS18B20D
7、S18B201 1 个个蜂鸣器蜂鸣器1 1 个个表表 1.11.1 二二 硬件部分硬件部分2.12.1 电源电路电源电路电源电路由变压器，单相桥式整流电路，电源电路由变压器，单相桥式整流电路， 型滤波，三端稳压型滤波，三端稳压器。器。如图如图 2.12.1如图如图 2.12.1变压器是这一电源电路起始部分，将变压器是这一电源电路起始部分，将 220V220V 的电网电压转变为本的电网电压转变为本设计所需的较低的电压，就可以进行下一阶段的整流部分。一般规设计所需的较低的电压，就可以进行下一阶段的整流部分。一般规定定 v1v1 为变压器的高压侧，为变压器的高压侧，v2v2 为变压器的低压侧，为变压
8、器的低压侧，v1v1 侧的线圈要比侧的线圈要比v2v2 侧的线圈要多，这样就可以将侧的线圈要多，这样就可以将 220V220V 的电网电压降低，的电网电压降低，单相桥式整流电路，就是将交流电网电压转换为所需电压，整单相桥式整流电路，就是将交流电网电压转换为所需电压，整流电路由四只整流二极管组成。下面简单介绍一下单相桥式整流电流电路由四只整流二极管组成。下面简单介绍一下单相桥式整流电路的工作原理，为简便起见，这里所选的二极管都是理想的二极管，路的工作原理，为简便起见，这里所选的二极管都是理想的二极管，二极管正向导通时电阻为零，反向导通时电阻无穷大。在二极管正向导通时电阻为零，反向导通时电阻无穷大
9、。在 v2v2 的正半的正半6周，电流从变压器副边线圈的上端流出，经过二极管周，电流从变压器副边线圈的上端流出，经过二极管 D1D1，再由二极，再由二极管管 D4D4 流回变压器，所以流回变压器，所以 D1D1、D4D4 正向导通，正向导通，D2D2、D3D3 反向截止，产生反向截止，产生一个极性为上正下负的输出电压。在一个极性为上正下负的输出电压。在 v2v2 的负半周，其极性正好相反，的负半周，其极性正好相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，经过二极管电流从变压器副边线圈的下端流出，经过二极管 D2D2，再由二极管，再由二极管D3D3 流回变压器，所以流回变压器，所以 D1D1、D4D4
10、反向截止，反向截止，D2D2、D3D3 正向导通。桥式整正向导通。桥式整流电路利用了二极管的单向导电性，利用四个二极管，是它们交替流电路利用了二极管的单向导电性，利用四个二极管，是它们交替导通，从而负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压导通，从而负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压滤波电路采用的是电解电容和陶瓷电容并联方式滤波，简单的滤波电路采用的是电解电容和陶瓷电容并联方式滤波，简单的讲就是电容两端电压升高时，电容充电，电压降低时，电容放电，讲就是电容两端电压升高时，电容充电，电压降低时，电容放电，让电压降低时的坡度变得平缓，从而起到滤波的作用。这里选用电让电压降低时的坡度变得平缓，从而起
11、到滤波的作用。这里选用电解电容是因为电解电容单位体积的电解电容是因为电解电容单位体积的电容量容量非常大，能比其它种类的非常大，能比其它种类的电容大几十到数百倍，并且其额定的容量可以做到非常大，价格比电容大几十到数百倍，并且其额定的容量可以做到非常大，价格比其它种类相比具有相当大的优势，因为其组成材料都是普通的工业其它种类相比具有相当大的优势，因为其组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。三端稳压器材料，比如铝等等。三端稳压器 MC78M05CTMC78M05CT 将输出电压稳定在将输出电压稳定在+5V+5V上上2.22.2感温模块感温模块采用一线制数字温度传感器采用一线制数字温度传感器 DS1
12、8B20DS18B20 来作为温度传感器。传感来作为温度传感器。传感器输出信号直接接到单片机的器输出信号直接接到单片机的 P3.6P3.6 引脚上引脚上, ,如图如图 2.22.27-图图 2.22.2DS18B20DS18B20 温度传感器是美国达拉斯温度传感器是美国达拉斯(DALLAS)(DALLAS)半导体公司推出的半导体公司推出的应用单总线技术的数字温度传感器。该器件将半导体温敏器件、应用单总线技术的数字温度传感器。该器件将半导体温敏器件、A/DA/D转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上。本设计中温度转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上。本设计中温度传感器之所以选择单线
13、数字器件传感器之所以选择单线数字器件 DS18B20DS18B20，是在经过多方面比较和，是在经过多方面比较和考虑后决定的，主要有以下几方面的原因：考虑后决定的，主要有以下几方面的原因：（1 1）系统的特性：测温范围为）系统的特性：测温范围为-55-55+125+125 ，测温精度为士，测温精度为士0.50.5；温度转换精度；温度转换精度 9 91212 位可变，能够直接将温度转换值以位可变，能够直接将温度转换值以 1616位二进制数码的方式串行输出；位二进制数码的方式串行输出；1212 位精度转换的最大时间为位精度转换的最大时间为750ms750ms；可以通过数据线供电，具有超低功耗工作方式。；可以通过数据线供电，具有超低功耗工作方式。（2 2）系统成本：由于计算机技术和微电子技术的发展，新型大）系统成本：由于计算机技术和微电子技术的发展，新型大规模集成电路功能越来越强大，体积越来越小，而价格也越来越低。规模集成电路功能越来越强大，体积越来越小，而价格也越来越低。一支一支 DS18B20DS18B20 的体积与普通三极管相差无几，价格只有十元人民币的体积与普通三极管相差无几，价格只有十元人民币8左右。左右。（3 3）系统复杂度：由于）系统复杂度：由于 DS18B20DS18B20 是单总线器
