数字温度计警报器课程设计说明书毕业论文

1、 0 / 17摘 要单片机又称微控制器，以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色，也因此单片机技术已经普与到我们生活、工作、科研等各个领域，本文主要介绍了一个基于 AT89S51 单片机的测温报警系统，描述了 AT89S51 单片机的基本信息以与利用 DS18B20 数字温度传感器开发测温系统，对其外围硬件连接、软件编程等模块都进行了详细介绍。该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工作、农业生产中的温度测量。DS18B20 与 AT89S51 结合实现最简温度

2、检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。关键词：单片机 AT89S51 温度传感器 DS18B20 数字温度报警器 1 / 17AbstractAbstractSingle chip, also known as micro-controller, small size, full-featured, cost performance advantages and unique, and therefore SCM technology has spread to our lives, work, research and other fie

3、lds, this paper describes a test based on AT89S51 microcontroller temperature alarm system, describes the basic information and microcontroller AT89S51 DS18B20 digital temperature sensor development using temperature measuring system, connected to its peripheral hardware, software, programming modul

4、es are described in detail. Can facilitate the realization of the system to achieve temperature acquisition and display, and can be arbitrarily set the upper and lower limit alarm temperature, it is very convenient to use, with high precision, wide range, high sensitivity, small size, low power cons

5、umption, suitable for in our daily lives and industrial and agricultural production in the temperature measurement. Combined with the AT89S51 DS18B20 simplest realization of the temperature detection system, the system is simple, anti-interference ability, suitable for harsh environments spot temper

6、ature measurement, a wide range of applications.KeyKey wordswords： AT89S51 Temperature Sensor DS18B20 Digital temperature alarm 2 / 17目 录引言 11 系统总体设计 22 系统硬件设计 22.1 单片机 AT89S51 最小系统 22.2 显示电路 32.3 报警温度调整 32.4 温度传感器 42.5 蜂鸣器 42.5.1 压电式蜂鸣器 42.5.2 电磁式蜂鸣器 43 系统软件算法设计 53.1 按键扫描子程序 63.2 检测警报子程序 64 结论 6辞 8

7、参考文献 9附录 10附 1 原理图 10附 2 源代码 10 3 / 17引言嵌入式系统是嵌入式计算机嵌入到各种设备与应用产品部的计算机系统，它体积小，结构紧凑，使设备与应用产品智能化。随着人们生活水平的不断提高，作为嵌入式系统控制核心的单片机，单片机控制无疑是人们追求的目标之一。单片机系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、单片机操作系统与用户的应用程序等部分组成。在我们的生活当中，单片机系统无处不在，其中数字温度报警器就是一个很好的例子。它用于日常生活和工作、农业生产中的温度测量，由于温度传感器 DS18B20 具有独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信，可实现多点组网功能，零待机功耗

8、，电压围仅为 3.05.5V，而且具有读数方便，测温围广，测温准确的特点，最主要的是用户可定义报警设置，报警搜索命令识别并标志超过设定温度（温度报警条件） ，那么只要检测到温度超过设定的温度就会发出报警，以便作出预防措施。 1 / 171 系统总体设计数字温度报警器设计总体设计方框图如图1-1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度温度传感器采用DS18B20，用4位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。 图1-12 系统硬件设计系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。2.1 单片机 AT89S51 最小系统单片机AT89S51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需

9、要两个口就能满足电路系统的设计需要。晶振采用12MHZ。复位电路采用上电加按钮复位。如图2-1所示。 2 / 17图2-12.2 显示电路显示电路采用 4 位共阴极 LED 数码管，P0 口由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。P2 口的低四位作为数码管的位选端。采用动态扫描的方式显示。如图 2-2。图 2-22.3 报警温度调整本系统设计三个按键，采用查询方式，一个用于选择切换设置报警温度和当前温度，另外两个分别用于设置报警温度的加和减。均采用软件消抖。如图 2- 3 / 173。图 2-32.4 温度传感器DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出

10、的一种改进型智能温度传感器，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位的数字值读数方式。DS18B20 的性能特点如下：（1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；（2）多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能（3）无须外部器件；（4）可通过数据线供电，电压围为 3.05.5；（5）零待机功耗；（6）温度以或位数字；（7）用户可定义报警设置；（8）报警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；（9）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；DS18B20 可以采用两种方式供电，

11、一种是采用电源供电方式，此时DS18B20 的 1 脚接地，2 脚作为信号线，3 脚接电源。如图 2-4。 4 / 17图 2-42.5 蜂鸣器2.5.1 压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器与共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.515V 直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ 的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电瓷材料制成。在瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。2.5.2 电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由

12、振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片与外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。接法如图 2-5 所示图 2-53 系统软件算法设计主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理 DS18B20 的测量的当前温度值，温度测量每 1s 进行一次。这样可以在一秒之测量一次被测温度，其程序流程见图 3-1 所示。 5 / 17图 3-13.1 按键扫描子程序按键采用扫描查询方式，设置标志位，当标志位为 1 时，显示设置温度，否则显示当前温度。如下图 3-2 所示。图 3-23.2 检测警报子程序当温度大小或

13、小于所设定的温度是，蜂鸣器开始响起，一直到温度在设定温度。 6 / 17报警器响起读入温度是否大于或小于设定温度Y 图 3-34 结论通过这次对数字温度计的设计与制作，让我对 AT89S51 单片机有了更加详细的了解，对将来灵活运用单片机打下了一个良好的基础。同时此次课程设计也让了解了基于单片机的数字温度报警器的原理和设计方法。只有理论与实践的结合，才能更加深入的了解知识，有时候由于实际接线中的各种条件制约而导致与理论不能完全一致，就需要学会变通。在做硬件是要足够细心，在制作过程当中，我曾把三极管当成温度传感器焊上去，导致温度报警器不能工作，后经仔细检查发现型号不对才得以发现。在编写程序的过程

14、当中要有耐心，只有经过不断的改进与调试，才能更好地完成软件设计任务。从这次课程设计中，我明白了做事一定要一丝不敬，一点点小小的偏差都有可能导致全局的失败，细节决定成败。同时也不要因为一时的不成功而气馁，只要坚持下去，一定可以获得成功。 7 / 17 辞经过几个星期的努力，今天终于可以顺利的完成论文。论论文得以完成，要感的人实在太多了，首先要感*副教授的指导与严格的要求，在王老师的指导下才能顺利地完成课程设计，老师的严谨细致与一丝不苟的作风将是我工作与学习中的榜样。与此同时，同学和朋友的关心和帮助也是论文得以完成的重要因素，在此向老师和同学们表示感。还有学校科协给我提供的各种帮助也使我能够成功地

15、把板子做出来，得以完成课程设计。通过此次的课程设计，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在论文的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。另外，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示意。我还要感各位舍友，在课程设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感。 8 / 17参考文献1 群芳，士军，黄建单片微型计算机与接口技术M.电子工业，20082 群芳，肖看单片机原理接口与应用M.

16、：清华大学，2005 9 / 17附录附 1 原理图附 2 源代码#include#include ds18b20.h#define uchar unsigned char 10 / 17#define uint unsigned intsbit w1 = P23;sbit w2 = P22;sbit w3 = P21;sbit w4 = P20;sbit key1 = P24;/模式按键sbit key2 = P25;/加按键sbit key3 = P26; /减按键sbit bell = P17;/蜂鸣器uchar code seg = 0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0

17、x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x80,0 x00,0 x76,0 x38; /共阴数码管段码uchar n = 0; / 数码管位数uchar sd4; / 显示缓存uchar MODE = 0;uchar H_Temp = 50; /报警上限uchar L_Temp = 10; /报警下限bit Alarm_en = 0; /报警void delay(uint x)uint i;uchar j;for(i = x; i 0; i-)for(j = 110; j 0; j-);void key_sound(uint x) uint k,l;for(k

18、= x; k 0; k-)bell = bell;for(l = 35; l 0; l-);bell = 1;/保证发声结束后输出高电平（即无效电平）void wx(uchar w)switch(w)case 0:w1=0;w2=1;w3=1;w4=1;break;case 1:w1=1;w2=0;w3=1;w4=1;break;case 2:w1=1;w2=1;w3=0;w4=1;break;case 3: 11 / 17w1=1;w2=1;w3=1;w4=0;break;void display()if(n 3)n = 0;P0 = 0;wx(n);P0 = segsdn;delay(3)

19、;n+; /= /键盘扫描 uchar key_scan() uchar i;uchar key_back;key_back = 0;if(!key1|!key2|!key3)for(i = 7; i 0; i-)display();if(!key1|!key2|!key3)if(!key1) key_back = 1;else if(!key2) key_back = 2;else if(!key3) key_back = 3;while(!key1|!key2|!key3)display();return key_back;/=/按键处理void key_action(key_back)if(key_back = 1)MODE+;if(MODE 2)MODE = 0;else if(key_back = 2)if(MODE = 1)H_Temp+;if(H_Temp 150)H_Temp = 150;elseL_Temp+;if(L_Temp 150)L_Temp = 150; 12 / 17else if(key_back = 3)if(MODE = 1)H_Temp