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1、-*水利电力职业技术学院教学做一体化课程设计报告题 目 温度检测系统 课 程 名 称 微机原理 系 部 名 称 信息工程系班 级 10电子信息 摘要 本系统以AT89S52为核心，选用符合测量温度围要求的DS18B20单总线数字温度传感器，DS1302串行时钟芯片，LCD12864液晶显示器实现液晶显示当前日期、时间、星期和温度。当测量温度超过设定的温度上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警。温度显示稳定，且温度测量误差1，温度值小数局部保存两位有效数字。设定了整点语音自动播报时间温度。一、 方案选择与论证 根据竞赛设计任务的总体要求，本系统可以划分为以下个根本模块，针对各个模块的功能要求，分别有以
2、下一些不同的设计方案：1、 温度传感器模块方案一：采用热敏电阻，热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的，也不能满足测量围。在温度测量系统中,也常采用单片温度传感器,比方AD590,LM35等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使得测温系统的硬件构造较复杂.另外,这种测温系统难以实现多点测温，也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。方案二：采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。便于单片机处理及控制，节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好，在0100摄氏度时，最大线形偏差
3、小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器AT89S52构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号，根据序列号可不同的器件。这样一条总线上可以挂接多个DS18B20传感器，实现多点温度测量，轻松的组建传感网络。综上分析，我们选用第二种方案.2、 显示模块 方案一：采用8位段数码管，将单片机得到的数据通过数码管显示出来。该方案简单易行，但所需的元件较多，且不容易进展操作，可读性差，一旦设定后，很难再参加其他的功能，显示格式受限制，且耗电量大，不宜用电池给系统供电。方案二：
4、采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的功能兼容性高，只需将软件作修改即可，可读性和可操作性强，采用LCD12864四行三十二个字符的显示，能同时显示日期、时间、星期、温度，还可添加图片，人性化强。综上分析，我们采用了第二个方案。3、 时钟实现方案一：采用软件实现，直接用单片机的定时器编程以实现时钟，优点节省硬件，缺点是编程复杂程序运行的每一步都需要时间，从而使准确度降低，且每次从新上电必需重设时钟。方案二：采用专用的时钟芯片实现时钟的记时，专用时钟芯片记时准确，容易控制，可使用电池供电，并且有时间记忆，能够从芯片直接读出日期、时间、星期，更符合题目要求。常用的
5、时钟芯片有DS1302、DS12877。综上分析，我们采用了第二个方案，我们选着用 DS1302。4、语音模块方案一：采用ISD4000语音芯片，录音时长2 min ，只能采用SPI控制模式，功能也比拟单一。方案二：采用ISD1760语音芯片，录音时长可根据震荡电阻调节，有两种控制方式，两种录音输入方式，可通过按键完成录、放、快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。SPI模式为单片机控制。综上所述，我们采用ISD1760语音芯片。5、微控制器模块方案一：此方案采用AT89C51八位单片机实现。它存较小，只有4K字节Flash闪速存储器，128字节部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/
6、计数器，一个5向量两级中断构造，一个全双工串行通信口，无在线下载编程功能，也无在线仿真功能。只能通过编程器烧写成以.he*为后缀名的文件。方案二：此方案采用AT89S52八位单片机实现。它存较大，有8K的字节Flash闪速存储器，比AT89C51要多4K。它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。综上所述，我们采用了第二个方案，即AT89S52。二、 系统的具体设计与实现1、 系统的总体设计方案采用AT89S52单片机作为控制核心对温度传感器DS18B20控制，读取温度信号并进展计
7、算处理，与设定报警限值实时比拟，判断是否报警。同时读取时钟芯片DS1302的时间，并送入液晶显示器LCD12864显示，控制语音芯片ISD1760整点自动播报时间、温度。系统设计框图如图1所示单片机温度传感 器LCD显示时钟模块独立按键语音模块报警电路 图1 系统设计框图2、 系统的硬件电路设计与主要参数计算 1单片机控制模块 该模块由AT89S52单片机做为主控制器，AT89S52的EA接高电平，其外围电路提供能使之工作的晶振脉冲、复位按键，四个I/O口分别接8路的单列IP座方便与外围设备连接。当AT89S52芯片接到来自温度传感器的信号以及来自时钟芯片的信号时，其部程序将根据信号的类型进展
8、处理，并且将处理的结果送到显示模块、报警模块、语音播报模块，发送控制信号控制各模块。 该模块的硬件电路如下列图2 图2 单片机控制模块2温度传感器模块DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改良型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进展通信；多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压围为3.05.5V；零待机功耗；温度以9或12位数字；用户可定义报警设置；报警
9、搜索命令识别并标志超过程序限定温度温度报警条件的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作； 它有64位ROM的构造开场8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是控制多个DS18B20的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入报警上下限。DS18B20可读取温度存放器的9个字节，前两个字节存放的是测得的温度值，低4位为小数局部，最高5位为正负标志位，全0为正，1为负，其余位为整数局部。第三字节为温度报警值存放地址，通过软件可复制到ROM可掉电保存。温度传感模块硬件电路如图3图3 温度传感器模块.
10、z-3时钟模块该模块的主要功能是向单片机提供时间的信息包括年、月、日、星期及时间。其是由DS1302、晶振、电容等组成。时钟模块电路图如图4 图4 时钟模块4键盘模块本系统中用到八个按键，用P1的8个I/O口接8个独立式按键即可满足需要，软件消抖处理，准确判断去执行相应的程序。键盘功能表 表1 键盘功能表键号功能SW1功能选择SW2加1SW3减1SW4确定SW5报警停顿 设置时间流程：在运行状态任何时间按下S1进入功能选择设置，按S2加1，按S3减1，按S4确定返回，温度上下限自定义，当温度报警时，可按S5停顿，等待排除障碍。5报警模块 报警模块的工作原理是当温度传感器检测到的温度高于温度的上
11、限或低于温度的下限设定值时控制单片机IO口输出高电平信号促使NPN三极管导通，蜂鸣器发出响声。6液晶显示模块 LCD显示模块是对系统的温湿度、车速等的直观显示，LCD液晶采用带字库的12864液晶来显示，液晶显示的优点在于功耗小、显示容量32个字符、稳定和直观。同时可以为扩展模块提供显示的空间。7语音播报模块该模块的主要功能是单片机对ISD1760控制，进展录放音，与时钟相结合从而到达整点语音自动播报时间、温度。系统的软件设计1主程序开机判断按键设置时间、设置报警温度，写时间初始值到DS1302，读出当前时间，读出当前温度，判断整点自动报时报温，判断温度报警，时间。主程序如图：2读出温度子程序
12、读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的2字节，在读出时需进展CRC校验，校验有错时不进展温度数据的改写。其程序流程图如图10示发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发温度转换开场命令完毕图10 温度转换流程图四、整体测试 经过实际测试，能够长时间的稳定显示时间和温度，温度误差1，准确到一位小数，实时温度超过设定的上下限值时，能够启动蜂鸣器报警。语音模块可以独立录放音，但在SPI模式下无法使单片机控制语音芯片，无法控制语音自动播报，所以有语音局部没能到达要求。五、结论： 本系统设计所用硬件少，采用新型智能温度传感器测量温度，使用专用的时钟芯片， LCD显示屏显示时间温度，电路接口简单，控制方便，人性化、准确度和实用性较强，除了语音局部，其余功能要求都能实现，到达各项参数指标。. z
