温度检测报警器(使用热敏电阻)

1、 单片机与接口技术课程设计题目温度检测报警器（使用热敏电阻）班级：10电信本姓名：廖姝兰学号：1008020382013年1月3日TOC o 1-5 h z一、设计要求3二、设计方案31、方案与论证32、系统原理图3三、硬件设计41、单片机52、温度采集电路63、A/D转换电路74、温度显示电路8四、软件设计91、软件分析92、软件设计的任务93、主程序流程图10五、系统测试与分析101、模块的功能调试102、电脑仿真10.3、软件与硬件结合调试10六、设计总结11附录1：总原理图11附录2：C51程序12附录3：元件清单14参考文献15一、设计要求基于AT89C51单片机设计温度检测报警，可

2、以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。本文介绍的温度报警器以STC89S52单片机为控制核心，再配合热敏电阻PT100温度检测电路、AD0801转换器、单刀双掷继电器、报警电路、复位电路、晶振电路以及2个LED数码管来实现对环境温度的实时监测，并能在预设的温度范围内用LED显示，同时在超过预设范围时产生报警信号。本文分析了温度传感器的工作原理，系统硬件电路以及软件部分的设计。二、设计方案1、方案与论证方案一：通过PT100热敏电阻对温度进行采，随着温度的变化，PT100的阻值也会随着变化，则通过自制的桥式测温电路的分压也会发生变化，由于变化的分压不是很

3、大，所以采取UA741放大器将变化的电压进行放大，放大到AD0801模数转换器能够处理的范围之内。经模数转换后的温度信号传入到STC89S52单片机，再由单片机控制继电器、蜂鸣器和数码管来实现温度控制、报警、显示的功能。当温度在18度至70度之间时，系统正确显示温度，当温度超出这个范围时系统在显示温度的同时发出警报声。方案二：主电路由NTC测温电阻，可调温度电位器，低频振荡器和音频振荡器四部分组成，工作原理如下：由电位器设定好温度值，当温度升高时，测温电阻NTC的电阻值降低，达到CD4011输入高电平阀值，导致低频振荡器工作,调制音频振荡器，通过三极管放大，由报警装置发出报警声。方案三：电路由

4、时基电路、电位器、电阻和热敏电阻RT组成温度检测触发电路。RT是一种负温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而逐渐减小。音响集成电路能产生4种模拟声，即警车声、消防车声、救护车声和机枪声。具体工作过程如下：温度未达到预定值时，无音频信号输出，扬声器无声。当温度升高到预定值时，发出响亮的警车声、消防车声、救护车声和机枪声。通过对以上三种方案的各个方面的比较如适用前景和市场经济效益分析来看,选择第一种方案比较合理。2、系统原理图见图2-1所示：图2-1温度报警器系统三、硬件设计1、单片机STC89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFalshProgrammableandEr

5、asableReadOnlyMemory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。管脚说明：VCC：供电电压。GND:接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原

6、码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址

7、外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INTO（外部中断0）

8、P3.3/INT1（外部中断1）P3.4TO（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个

9、ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加

10、12V编程电源（VPP）。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。由于温度报警器的核心就是单片机，单片机的选择将直接关系到控制系统的工作是否有效和协调。本设计采用MCS-51系列的STC89S52单片机，因为STC89S52单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。8051包含了8位CPU，片内振荡器，8K字节R0M,256字节RAM，3个16位定时器/计数器等。AT89S52的管脚分配如图3-1：PDIP2、温度采集电路2、1PT100温度传感器1402S333B43753B63573483393210311130122&132B1

11、427152BC89S5217瞬曲1&222021fTBJPlQ匚(12EX)P11匚Pl左匚P1.3匚P1.4匚MOSIJF15C(MISO)P1.6L(&CKJP1?匚RSTL(RXDJP3.0E(TXD)P3.1匚而币)R9总匚(INTIJP3.3匚(TO)丹4匚#includevintrins.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitwr=P3人6;sbitrd=P3A7;sbitFM=P3A0；uchardataled4;unsignedcharcodetab=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0

12、 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/*1ms延时函数*/delay(intt)inti,j;for(i=0;ivt;i+)for(j=0;jv50;j+)voidstart()wr=1;wr=0;wr=1;/#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J,LED数码管(显示)功能子函数/#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*

13、#J*#J*#J*#J*#J*/voiddisplay(uinttvdata)uintk,temp;P2=0 x00;k=tvdata%10;temp=tabk;P2=temp;delay(1);P1=0 x00;k=tvdata/10;temp=tabk;P1=temp;delay(1);voidmain()uchark,wendu;uintadvalue;while(1)start();k=k;k=k;rd=0;advalue=P0;rd=l;k=k;k=k;advalue=advalue*(1.94);switch(advalue)case448:wendu=18;break;case4

14、49:wendu=19;break;case450:wendu=20;break;case451:wendu=21;break;case452:wendu=22;break;case453:wendu=23;break;case454:wendu=24;break;case455:wendu=25;break;case456:wendu=26;break;case457:wendu=27;break;case458:wendu=28;break;case459:wendu=29;break;case460:wendu=30;break;case461:wendu=31;break;case46

15、2:wendu=32;break;case463:wendu=33;break;case464:wendu=34;break;case465:wendu=35;break;case466:wendu=36;break;case467:wendu=37;break;case468:wendu=38;break;case469:wendu=39;break;case470:wendu=40;break;case471:wendu=41;break;case472:wendu=42;break;case473:wendu=43;break;case474:wendu=44;break;case475

16、:wendu=45;break;case476:wendu=46;break;case477:wendu=47;break;case478:wendu=48;break;case479:wendu=49;break;case480:wendu=50;break;case481:wendu=51;break;case482:wendu=52;break;case483:wendu=53;break;case484:wendu=54;break;case485:wendu=55;break;case486:wendu=56;break;case487:wendu=57;break;case488:

17、wendu=58;break;case489:wendu=59;break;case490:wendu=60;break;case491:wendu=61;break;case492:wendu=62;break;case493:wendu=63;break;case494:wendu=64;break;case495:wendu=65;break;case496:wendu=66;break;case497:wendu=67;break;case498:wendu=68;break;case499:wendu=69;break;case500:wendu=70;break;display(a

18、dvalue);if(wenduvl8)FM=0;if(wendu70)FM=0;delay(1);附录3：元件清单123456789101112131415161718192021称阻阻阻阻阻姒眈容容容般膽弊颐嘲名电电电电排滑热电电电三二模单LE型号数量阻刀振蜂鸣器10k100lk3.9k10k100欧PT10010uf30pf150pfPNPADC0801STC89S5212MHZ32421111212111214111122UA7411参考文献谢维成杨加国单片机原理与应用及C51程序设计(第2版)清华大学出版社，2009吴金戎.8051单片机实践与应用M.北京：清华大学出版社，2005胡斌图表细说电子元器件M.北京：电子工业出版社，2005王福瑞单片微机测控系统设计大全M.北京：电子工业出版社，2006姜志海单片机原理及应用M.北京：电子工业出版社，2005黄正祥，邓怀雄，郭延文，周书基于MCS-51单片机的温度控制系统J.现代电子技术，2005，6：20-21李伙友基于MCS-51的温度控制器的设计J.龙岩学院学报，2006,24(6)：16-18关平，刘红，林强