温度检测及报警系统

1、目录一、选题背景及研究意义二、总体设计2.1控制部分2.2测量部分2.3显示部分2.4报警部分三、硬件设计四、软件设计五、总结与展望一、选题背景及研究意义温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。温度是一个十分重要的物理量，对它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：如大气及空调房中温度的高低，直接影响着人们的身体健康；粮仓温度的检测，防止粮食发霉，最大限度地保持粮食原有新鲜品质，达到粮食保质保鲜

2、的目的;工业易燃品的存放。测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测以及节约能源等方面发挥了着重要作用。本实验设计实现了工业测温基本功能，同时，在设计实验过程中，运用到单片机、模电、数电、传感器和C+程序设计等知识，这既能加强我们的理论知识与实践的结合，也能够提高我们应用交叉学科知识进行综合设计的能力。二、总体设计总体设计框图：2.1控制部分控制部分是采用单片机STC89C52。2.1.1 STC89C52简介STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51

3、指令集和输出管脚相兼容。单片机总控制电路如下图41：2.1.2 复位操作复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图4-2（a）所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图4-2（b）所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，其电路如图4-2（c）所示：（a）上电复位 （b）按键电平复位 （c）按键脉冲复位图4-2复位电路上述电路图中的电阻

4、、电容参数适用于6MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。本系统的复位电路采用图4-2（b）上电复位方式。2.1.3 STC89C52具体介绍如下： 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的

5、内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。PO口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.72.1.4 STC89C52主要功能，如下表所示。STC89C52主

6、要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能2.2测量部分测量部分我们采用美国DALLAS公司生产的DS18B20温度传感器。2.2.1 DS18B20简介DS18B20数字温度传感器，该产品采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测

7、温和控制领域。2.2.2封装及接线说明：DS18B20芯片封装结构：特点：独特的一线接口，只需要一条口线通信 多点能力，简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电，电压范围为3.0V至5.5V无需备用电源 测量温度范围为-55 °C至+125 。华氏相当于是-67 °F到257华氏度 -10 °C至+85 °C范围内精度为±0.5 °C2.2.3 DS18B20控制方法DS18B20有六条控制命令：温度转换 44H：启动DS18B20进行温度转换读暂存器 BEH：读暂存器9个字节内容写暂存器 4EH：将数据写入暂存器的T

8、H、TL字节复制暂存器 48H：把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中读电源供电方式 B4H：启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU2.2.4 DS18B20的初始化2.2.5 DS18B20的写操作2.2.6 DS18B20的读操作2.3显示部分显示部分是用LCD1602液晶显示2.3.1 LCD1602引脚说明2.4报警部分见下面报警流程图模块及程序。三、硬件设计电路原理图如下：DS18B20与单片机之间用单总线传输；DS18B20的数据口与单片机的P17相连；液晶LCD1602的RS、R/W和E分别于单片机的P4、P25、P26相连；四、软件设计系统软件程序基于Keil u

9、vsion3开发平台，采用C51语言编写。本程序采用模块化程序方法，主要分为以下三个模块： LCD初始化显示模块 DS18B20数据采集模块 温度报警上下限设置模块程序流程图： 源程序：#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P17; /ds18b20与单片机连接口sbit RS=P24;sbit RW=P25;sbit EN=P26;sbit K1=P20; sbit K2=P21;sbit K3=P22; sbit LED=P10;sbit beep=P15;uns

10、igned char code str1="temperature is:"unsigned char code str2=" "uchar code LCD1010="0123456789"uchar data disdata16=0x00,0x00,0x00,0x2E,0x00,0xDF,0x20, 0x48,0x3D,0x00,0x00,0x20,0x4C,0x3D,0x00,0x00;uint tvalue; /温度值uchar tflag; /温度正负标志uchar flat,upnum,downnum,temp;/*LCD

11、显示模块*/void delay1ms(unsigned int ms)/延时1毫秒unsigned int i,j; for(i=0;i<ms;i+) for(j=0;j<100;j+);void delay1(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void wr_com(unsigned char com)/写指令/ delay1ms(1); RS=0; RW=0; EN=0; P0=com; /*-LCD数据传送口- */ delay1ms(1); EN=1; delay1ms(1); EN=0;void

12、 wr_dat(unsigned char dat)/写数据/ delay1ms(1); RS=1; RW=0; EN=0; P0=dat; /*-LCD数据传送口- */ delay1ms(1); EN=1; delay1ms(1); EN=0;void lcd_init()/初始化设置/delay1ms(15);wr_com(0x38);delay1ms(5); wr_com(0x08);delay1ms(5); wr_com(0x01);delay1ms(5); wr_com(0x06);delay1ms(5); wr_com(0x0c);delay1ms(5);void display

13、(unsigned char *p)/显示/while(*p!='0')wr_dat(*p);p+;delay1ms(1);init_play()/初始化显示 lcd_init(); wr_com(0x80);display(str1);wr_com(0xC0); display(str2); /*DS18B20测温模块*/void delay_18B20(unsigned int i)/延时1微秒 while(i-);void ds1820rst() unsigned char x=0;DQ = 1; /DQ复位delay_18B20(4); /延时DQ = 0; /DQ拉低

14、delay_18B20(100); /精确延时大于480usDQ = 1; /拉高delay_18B20(40); uchar ds1820rd() unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i-) DQ = 0; /给脉冲信号 dat>>=1; DQ = 1; /给脉冲信号 if(DQ) dat|=0x80; delay_18B20(10); return(dat);void ds1820wr(uchar wdata)unsigned char i=0; for (i=8; i>0; i-) DQ = 0

15、; DQ = wdata&0x01; delay_18B20(10); DQ = 1; wdata>>=1; read_temp()uchar a,b;ds1820rst(); ds1820wr(0xcc);/ds1820wr(0x44);/ds1820rst(); ds1820wr(0xcc);/ ds1820wr(0xbe);/ a=ds1820rd();b=ds1820rd();tvalue=b;tvalue<<=8;tvalue=tvalue|a; if(tvalue<0x0fff) tflag=0; else tvalue=tvalue+1;tf

16、lag=1; tvalue=tvalue*(0.625);/真实温度return(tvalue);void ds1820disp()/温度值显示 uchar i; disdata1=tvalue%1000/100+0x30;/十位数 disdata2=tvalue%100/10+0x30;/个位数 disdata4=tvalue%10+0x30;/小数位 disdata9=LCD10upnum/10; disdata10=LCD10upnum%10; disdata14=LCD10downnum/10; disdata15=LCD10downnum%10; if(tflag=0) /+ dis

17、data0=tvalue/1000+0x30;/正温度显示百位数 else /- disdata0=0x2d;/负温度显示负号 wr_com(0xC0);for(i=0;i<16;i+) wr_dat(disdatai);temp=tvalue/10; /报警温度还原 /*上下限设及报警模块*/void key(void)if(K1=0) /模式选择delay1(5);if(K1=0)flat+;while(!K1);if(flat=1) /上限调节wr_com(0x80+0x40+9);wr_com(0x0c);/光标显示,闪烁if(flat=2) /下限wr_com(0x80+0x4

18、0+14);if(flat=3) /退出模式flat=0;wr_com(0x0c);if(flat!=0)if(K2=0) /+delay1(5);if(K2=0)while(!K2);if(flat=1)upnum+;if(upnum=65) /最高温度值+upnum=35;wr_com(0x80+0x40+9);if(flat=2)downnum+;if(downnum=20) /最底温度值-downnum=3;wr_com(0x80+0x40+14);if(K3=0) /-delay1(5);if(K3=0)while(!K3);if(flat=1)upnum-;if(upnum=35)

19、 /最高温度值upnum=65;wr_com(0x80+0x40+9);if(flat=2)downnum-;if(downnum=3) /最底温度值-downnum=20;wr_com(0x80+0x40+14);void compare(void) if(temp>=upnum|temp<=downnum)beep=0;LED=0; else beep=1;LED=1; /*main函数*/void main()init_play();/初始化显示 flat=0; upnum=30; downnum=9; while(1) read_temp();/读取温度 ds1820disp();/显示key();compare(); 五、总结与展望单片机是一门应用性与实践性很强的学科，如何学习单片机？学单片机不仅要学习理论知识，实践操作同样重要。学过单片机的人都有这样的经历。就是把自己写的程序