基于51单片机温度报警器设计.doc
《基于51单片机温度报警器设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于51单片机温度报警器设计.doc(19页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、 安徽商贸职业技术学院安徽商贸职业技术学院 毕毕 业业 论论 文文 设设 计计 课题:课题:基于 51 单片机温度报警器设计 系部:系部: 学制:学制: 专业:专业: 姓名:姓名: 学号:学号: 20132013 年年 1010 月月 2020 日日 目目 录录 一、一、摘要摘要1 1 二、二、设计方案论证设计方案论证2 2 (一)系统主机选择2 (二)温度传感器选择2 (三)液晶选择2 (四)报警电路选择3 三三、硬件电路设计、硬件电路设计3 3 (一)设计思路:3 (二)总体设计方框图 2-1: 3 (三)原理图4 (四)单片机最小系统设计5 (五)AT89C52 单片机芯片引脚功能介绍
2、.5、6 (六)测温电路设计8 (七)显示电路设计9、10 (八)报警电路设计.10 四四、软件设计、软件设计1 11 1 (一)主程序流程图.11 (二)测温程序.12 (三)报警程序.12 五五、系统仿真、系统仿真1313 六六、总结与体会、总结与体会1 14 4 参考文献参考文献 1 15 5 附录附录原理图原理图.1 16 6 - 0 - 一、摘一、摘 要要 在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制。像电 力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等 领域内,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如, 发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内;
3、许多化学反应的工艺过 程必须在适当的温度下才能正常进行;没有合适的温度环境,许多电子 设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保 障。因此,各行各业对温度的控制要求都越来越高。由此可见,温度的 测量是非常重要的。本设计以单片机 AT89C52 为核心,通过温度传感器 18B20 将温度信号转换为电压信号,将温度信号传送给单片机通过温度 处理程序,送 LCD 进行显示,最后温度可以直接由 LCD 读取。本文详细 阐述了硬件每一部分,并给出硬件框图和系统原理图,以及显示温度用 的软件程序,文中对所用到的主要器件做了较详细的介绍分析,本设计 实现了温度的自动控制和报警功能。 关键
4、词关键词 18B20;传感器;AT89C52;单片机;温度;报警器 - 1 - 二、设计方案论证二、设计方案论证 (一)系统主机选择(一)系统主机选择 本次设计选择的是 Atmel 公司的 AT89C52,是美国 ATMEL 公司生产的低电压, 高性能 CMOS 8 位单片机,片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存 储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器(RAM) ,器件采用 ATMEL 公司的高密度、 非易失性存储技术生产,与标准 MCS-51 指令系统及 8052 产品引脚兼容,片内置 通用 8 位中央处理器(CPU)和 Flash 存储单元,功能强大
5、AT89C52 单片机适合 于许多较为复杂控制应用场合。 (二)(二) 温度传感器选择温度传感器选择 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。目前最市 场山主要有热敏电阻、双金属片、集成化半导体温度传感器和热电偶四大类。 本次设计中采用的是集成化半导体温度传感器 DS18B20。DS18B20 是美国 DALLAS 半导体公司继 DS1820 之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统 的热敏电阻相比,他能够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。可以分别在 93.75 ms 和 750 ms 内完成 9 位和 12 位的数字
6、量,并且从 DS18B20 读出的信息或写入 DS18B20 的信息仅需要一根口线 (单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的 DS18B20 供电,而无需额外电源。因而使用 DS18B20 可使系统结构更趋简单,可靠 性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较 DS1820 有了很大 的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 (三)液晶选择(三)液晶选择 液晶显示器(LCD)的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体,两片玻 璃中间有许多垂直和水平的细小电线,透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向, 将光线折射出来产生画面。LCD 以其微
7、功耗、体积小、重量轻、超薄型等诸多优点 在袖珍式仪表和低功耗系统中得到越来越广泛的应用。 本设计中,显示的内容比较简单(字母或者数字) ,因此选择字符型的显示模 - 2 - 块性价比高。这里采用 LCD1602,它可以显示两行,每行 16 个字符,采用单5V 电源供电,外围电路配置简单。 (四)报警电路选择(四)报警电路选择 目前市场上 存在各种各样的报警电路,比如声光触发、触摸断线出发、红外 触发等等。一般来说,一个系统都需要设计一个报警电路,以提醒使用者当前系统 所出现的错误或者需要引起操作者的注意。考虑本次设计的数字式温度表,只需要 在测量的温度超出范围时,提醒使用者即可。因此,相应的报
8、警电路不需要复杂的 功能,只需采用一个蜂鸣器即可。 三、硬件电路设计三、硬件电路设计 (一)设计思路(一)设计思路 温度只要在所设定的上下温度界限内,就会在显示设备中精确的显示出来,如 果温度超过了所设定的温度界限,就发出报警声。能够及时向温度监控人员发出温 度超限信息。便于温控人员及时的调整与控制。另外此温度控制器操作简单,体积 小,灵敏度高,精度高。 (二)总体设计方框(二)总体设计方框图图 AT89C52单片机 LCD显示采集驱动 图 2-1 总体设计方框图 方框图所示为数字温度控制器的单体设计方框图。其工作原理为:当该电路上 - 3 - 电工作以后,首先刷新显示(LCD) ,然后,温度
9、传感器采集温度送单片机检查温度 的高低,由单片机送出信号经过驱动电路送往显示电路。 (三)原理图(三)原理图 本系统中我们使用的原理图主要分为三部分,单片机部分、传感器电路部分、 显示电路部分。图 3-2 为单片机最小系统的电路设计部分。图 3-3 为本系统温度检 测传感器 DS18B20 的电路的设计。通过它来检测外部的温度的变化。图 3-4 为本系 统的显示部分电路设计。通过 LCD1602 来显示测得的温度和系统的工作状态。 图 3-2 原理图 图 3-3 DS18B20 原理图 图 3-4 1602 液晶显示原理图 (四)单片机最小系统设计(四)单片机最小系统设计 单片机最小系统,或者
10、称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以 工作的系统.对 51 系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复 - 4 - 位电路、按键输入、显示输出等。 应用 AT89C52 单片机设计并制作一个单片机最小系统,达到如下基本要求: 具有上电复位和手动复位功能。 使用单片机片内程序存储器。 具有基本的人机交互接口:按键输入、LED 显示功能。 具有一定的可扩展性,单片机 I/O 口可方便地与其他电路板连接。 由于本次设计中并没有按键输入功能,严格来说,并不能称为最小系统,使用 它来称呼只是为方便叙述。 (五)(五) AT89C52AT89C52 单片机芯片引脚功能介绍单片
11、机芯片引脚功能介绍 单片机的 40 个引脚大致可分为 4 类:电源、时钟、控制和 I/O 引脚。 1. 电源: VCC - 芯片电源,接+5V; VSS - 接地端; 2. 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 3. 控制线:控制线共有 4 根, ALE/PROG:地址锁存允许/片内 EPROM 编程脉 冲 ALE 功能:用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址 PROG 功能:片内有 EPROM 的芯片,在 EPROM 编程期间,此引脚输入编程脉冲。 PSEN:外 ROM 读选通信号。 RST/VPD:复位/备用电源。 RST(Reset)功能:复位信号输入端。
12、VPD 功 能:在 Vcc 掉电情况下,接备用电源。 EA/Vpp:内外 ROM 选择/片内 EPROM 编程 电源。 EA 功能:内外 ROM 选择端。 Vpp 功能:片内有 EPROM 的芯片,在 EPROM 编程期间,施加编程电源 Vpp。 4. I/O 线 80C51 共有 4 个 8 位并行 I/O 端口:P0、P1、P2、P3 口,共 32 个引 脚。P3 口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线) 。 AT89C52 芯片的封装有 PLCC、PQFP 以及 DIP40,本设计采用的是引脚双列直 插式封装。其封装形式如(图 3-5)。 - 5 - 图 3-5 A
13、T89C52 DIP-40 封装 5 相关引脚及功能: P0 口:P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口(引脚 3239) ,也即地址 /数据总线复用口。一般在使用时,需外加上拉电阻。 P1 、P2、P3 口:P1 (引脚 18) 、P2(引脚 2128) 、P3(引脚 1017)是 带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器时,P2 口送出高 8 位 地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器时,P2 口输出 P2 锁存器的内容。 P3 口除了作为一般的 I/O 口线外,每个引脚都具有第二功能。 RST:复位输入(引脚 9)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 51 单片机 温度 报警器 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3314725.html