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1、单单片片机机系系统统综综合合 设设计计报报告告电子温度报警系统设计学生姓名学生姓名 学号学号 指导教师指导教师 系系 、中心、中心 信息工程学院 专专 业业 电子信息工程 年级年级 2009 级 青青 岛岛 工工 学学 院院I1 基本要求 能够测量并显示当前温度，精确到小数点后一位 当温度超过 30 摄氏度时能够控制风扇（可用发光二极管模拟）启动，并在温度降到 30 摄氏度以下后关闭风扇 当温度超过 35 摄氏度时发生报警，进行声光提示，此功能可关闭 2 发挥部分 风扇控制温度及报警温度可调 能够记录并显示前 3 次风扇启动时间及报警时间 能够在报警时实时解除警报 其他功能II摘 要温度是一个
2、十分重要的物理量，对他的测量与控制有十分重要的意义，随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。本温度报警器的设计与制作，阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。这种温度报警器结构简单，可操作性强，应用广泛。工作时，温度测量范围为-55C 到 125 C 当前环境温度若超过设定的高温临界温度，由单片机发出报警信号，防止因温度升高而带来的不必要的损失。本文介绍的是采用温度传感器 DS18B20 的温度报警器，自动测量当前环境温度，由单片机 STC89C52RC 控制，并通过三位 7 段数码管显示，若当前环境温度超过此温度，系统发出报警。关键词：STC89
3、C52RC 单片机; 温度报警器; 温度传感器 ;发光二极管; 温度数码管显示Electronic temperature alarm system designAbstractTemperature is a very important physics, measurement and control of his have very important sense, with modern industrial and agricultural technology and the development of environment for peoples life rise, peo
4、ple also urgently need detection and control the temperature. This temperature alarm design and production, it is expounded that the device for the design and production of specific processes and methods. This temperature alarm simple structure, the maneuverability is strong, wide application. Work,
5、 temperature measurement range for - 55 DHS C to 125 DHS environmental temperature if exceed the C the current set of microcomputer temperature critical temperature, issued a warning signal, caused by temperature to prevent unnecessary losses.This paper is to use temperature sensor DS18B20 temperatu
6、re alarm, automatic measuring current environmental temperature by a single chip microcomputer AT89C2051 control, and through eight seven segment digital pipe display, if the current environmental temperature over this temperature, system warning.Keywords: Microcontroller; Temperature; alarm; Temper
7、ature sensor; leds Temperature displayIII目 录1 引言.12 总体设计方案 .22.1 单片机选择控制方案 .22.2 数码管显示部分设计方案.22.3 按键控制设计方案.23 硬件电路设计及功能描述 .33.1 总体设计方案图.33.2 最小单片机系统 .43.3 4*4 矩阵键盘 .53.4 LED 动态扫描 .63.5 DS18B20 温度报警器 .64 软件设计流程图 .84.1 读出温度子程序 .94.2 温度转化命令字程序 .104.3 计算温度子程序 .105 设计心得体会 .11参考文献 .12电子温度报警系统设计11 引 言在日常生活
8、及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调式复杂，制作成本高。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场
9、所，或科研实验室使用，该设计控制器使用 ATMEL 公司生产的 ATMEGA16L 单片机芯片 1，测温传感器使用DS18B20，用 8 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。电子温度报警系统设计22 总体设计方案2.1 单片机选择方案方案一: 采用普通 STC89C52RC 单片机作为总的控制元件。方案二: 采用 ARM1138 作为总的控制元件。比较论证: 方法一 MS-51 单片机对于初学者来说比较容易上手。STC89C52RC 单片机功能较少，不含有模数转换等功能,因此需增加一些外围电路来实现一些功能,使电路复杂化,精确度不高，采样速率偏低。而方法二
10、简化了电路，增加了系统稳定性，提高了精度和运算速度。EasyARM1138 开发板在设计方面提供了极大的方便，它的好处在于功能较多,因为它不仅包括了普通单片机的所有功能，更增加了许多新的功能，如: A/D、D/A 转换， 蜂鸣器控制等,另外又提供了便利的编程环境。更重要的是EasyARM1138 开发板接口较多，所需外部按键较少，因此直接采用接入显示器件即可实现所需要求。鉴于上述的方案分析, 我们采用方案一 2.2 数码管显示部分设计方案方案一：采用数码管静态扫描显示。方案二：采用数码管动态扫描显示。1. 静态显示 LED 接口 （1）连接方法 各数码管的公共极固定接有效电平，各数码管的字形控
11、制端分别由各自的控制信号控制。 （2）优点 LED 显示亮度温度，容易调节，编程容易，工作时占用 CPU 时间短。 （3）缺点 若直接用单片机输出各位数码管的字形信号时，占用单片机的 I/O 口线较多。一般仅适用于 显示位数较少的应用场合。2. 动态显示 LED 接口 （1）连接方法 各位数码管的字形控制端对应地并在一起，由一组 I/O 端口进行控制，各位的公共极相互独 立，分别由不同的 I/O 控制信号控制。（2）优点 节省 I/O 端口线 （3）缺点 显示亮度不够稳定，影响因素较多；编程较复杂，占用 CPU 时间较多。 鉴于上述的方案分析, 我们采用方案二 。2.3 按键部分控制方案一：L
12、ED 显示方案二：LCD 显示电子温度报警系统设计3LED 显示屏是由发光二极管排列组成的。它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。LED 显示器与 LCD 显示器相比，LED 在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED 与 LCD 的功耗比大约为 10:1，而且更高的刷新速率使得 LED 在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达 160的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD 等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。有机 LED 显示屏的单个元素反应速度是 LCD 液晶
13、屏的 1000 倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下 40 度的低温。利用 LED 技术，可以制造出比 LCD 更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用。另外 LED 有在室外运用的规格，而 LCD 只能在室内使用；LED 屏幕可以根据自己需要设计及时，几百平米之大，LCD 不行。当然价格上 LED 也高的多鉴于上述方案分析，我们采用方案一。3 硬件电路设计及功能描述按照功能要求，系统主要由主控制器，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 STC89C52R 来实现，显示部分采用了 8 位 1 体数码管，报警部分则采用三极管+蜂鸣器的简单组合3.1 总体设计方框图 主控制器报警点设置时钟电路报警电路LED 显示温度检测图 3.1 总体设计方框图电子温度报警系统设计43.2 最小单片机系统图 3.2 单片机最小系STC89C52R 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 Flas
