基于proteus的温控报警设计与实现

..word( Proteus与实现作 者 届 别 届院 别院 专 化师 职 称 讲 师间 年月日要、采集负载等六大同时还软量超上下限值一定范围情况下发告因具有一定使价值社会价值。关键词：；Proteus；AT89S51；DS18B20；超AbstractInIntoambienttemperature,thetemperatureaccuratelybecontrolledtoreachthepurposes.However,thetemperaturedetectionandtemperaturecontrolalarmdevicealwayshasmanydefects,therequirementcannottobemeetofpracticalapplication,soweneedtoredesigntemperaturealarmsystem.ThispaperpresentstheProteustemperaturealarmsystemdesignbasedonthedesignoftemperaturecontrol,AT89S51microcontrollertobeusedasthecoredevicealarmcircuit.Andthehardwaresystemandthemodulesbedesignedandplanned,includedsystemhardwaredesignmodulecomprisesasinglechipsystem,temperatureacquisition,temperaturedisplay,temperaturealarm,temperaturecontrolandloadsixmajormodule.Alsoonthesystemsoftwaredesign,themainfunctionmoduleisanalyzed.Finally,thesimulationexperimenthasbeencarriedout,andthesimulationresultsareanalyzedandevaluated.Thesystemdesignedinthepapercanstorerelatedtemperaturedatareal-timeandcansettheupperandlowertemperature,theambienttemperaturemeasurement,andissuedawarningKeyKeywords： 录IAbstract II11112233334443.2.1AT89S515AT89S515AT89S51883.3.1DS18B20与接口8显示LCD1602的形LCD1602的LCD1602与连接图 报警报警原理 报警与连接图 控制控制原理 控制连接图 负载负载的原理 负载的图 4控报警软17软语言的选择 程序流程图 主程序流程图 按键处理子程序 读出子程序 主程序分析 5仿真与实22Proteus软Proteus特Proteus62525不足与展望 25参考献 27致谢 29附录 301：302：相关程序 30第 1章 绪 论课题研究背景 在人们的日常生活，工业制造，制冷等领域，温度作为当前环境的重要因素之一，具有相当重要的意义。例如火灾报警，温室获粮仓中温度的实时监测，冷库的温度调节等，因为此以温度参数为基础而设计的温度系统被广泛开发和使用。使用传统意义上的温度计采集温度信息，不但采集精度底，实时性差，而且操作人员的劳动强度高，不利于广泛推广。此外由于环境因素导致数据难以采集的问题，特别是在工厂，火灾的那个的现场，工作人员不能长时间停留在现场观察和采集温度，要实现能数据采集一个集中，以节人，高，但现数据传的问题，由于厂，要传数据，使传统造且操作性差，精度不高，在不度上制工作的和开。因此，高精度，底，实时性的温制系统人们开发。外研究现状个以测不相，传，现有的的导的制的传，有外传等。的，度高的测制等能测温，一采用。前的温度测，致以冷利等。有的不的传统温度传,由于的而测的精度,从而制们用的高的中传统的温度传相,导的温度传具有度高等的,论是是的,温度性系 导的温度传在集的系统中的用前,导的温度传的工作的温度于在5150。未来要的研究是如何扩的温度用,以智能网络等。近年来新。度的测正在不涌现现以完善要以的温度测的;②集的温度测的;的温度的测;的温度的测;⑤的温度的;⑥光纤的温度的⑦激光的温度的测等。外的温度式越来越智通过温度传来实现测温度的。温。量就是通过将要量对象,、动势和磁性能、频率、光学特性等等科学还会不断现。课题研究重点和思路单片机技术日益熟，应用范围逐渐扩大，单片机为核心控制系统，逐渐应且很大上提高了控制效果和控制精单片机为核心控中了中特点单片机控控制系统中控制到。，单片机控效，且能在生中到了应用，在力、生、机制、、无线控制等重领域中，扮演着重要角色在日生活中，也可用于空调、加热等家居本文设计AT89S51控制和路现能控制，使负载能在作环境下正常在了和研究能控制，能到测控制路应模块现思路，设计应路能路图仿真，最终实现设能重点研究系统中核心模块详细设计，结论和分析。2AT89S51DS18B20LCD160200，这范围内则闭使负载回导是不这范围内则说明不满足需此时单蜂鸣发出警使负载若0℃，则若5℃则蜂鸣警，负载回导闭，负载对有危险特框架搭配 主元DS18B20警该可实时存储其主包括：、按键LCD、警及基框架图如图2.1所：单 片机分别：

图 2.1框架图：由检测AT89S51。：够LCD1602上便者和测。(3)：对判断进行声音和光(4)3、、显示、报警、、历史4、8、16324。146197412月日家公司出8F8就包括简8U、4Ｂ ＲＡＭ 2并口。268低688被l公司推出它极促世界各公司革；7I公司虽然推出PIC165这各公司还低。三83高88被 g公司推出 ；0l公司MCS--48础MCS--51列被推出 6801被Motorola公司推出让综力跃新台从此世界各公司这种高迅速起这推出普遍带有串I/O口多中断16位/ROM容量加且寻址64KB,有还带有 A/D转换由这价格高被广泛前量最多四1983-现8巩固及 1632推出16典型产品Intel公司生产MCS--96列32优势不仅具有更高成其速还16提高许多与此同时816更加优越造业蓬勃20世纪90代MotorolIntel、ATME、德州仪T、Philip、LG公司中量优越被起来。近年不少新型高集成度产品涌现使出现局面更加丰富多彩。目前8被得到广泛1632也得到广户青睐。专家认为虽然世界上MCU功能各异开发装置也互不兼容但是客观发展表明80C51MCU。3.2.1AT89S51介绍AT89S514K闪烁可编程能擦除只读存储器性能高CMOS8处理器就是我们所说。对于内可擦除只读存储器在正常情况下能够反擦除上。种器是高度不容存储器标准MCS-51出互兼容AT89S51多式控系统提种。AT89S51（1）4K可编程闪烁存储器（2）正常寿命1000写/擦循环（3）信息据保留时间是10（4）全静态作范围是0Hz至24Hz（5）拥有三级程序存储器锁定（6）128*8内部RAM（7）32I/O线（8）拥有两个1十六位定时器/计器（9）拥有断源 五个（10）串行通道（11）闲置时低功耗掉电模式（12）拥有内振荡器时钟电路3.2.2AT89S513.2.2AT89S51系列引功能AT89S51有40（DIP）。图如图3.1。AT89S513.1 AT89S51AT89S513.1 AT89S51C0——接VD01928O42）P0P08I/O8TTLP1口的管1P0够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/P0P1P18I/OP1P11P1P2P28I/OP24P21会被外部的压拉低，将输出流。P2压上拉的缘故。16P2P3——P38I/O4TTLP3P3将输出电流（ILL）这原因也是由于它上拉的缘故。同时，P3AT89CS13.13.1AT89S51口（3）控制线(共4根)RSTRSTALE/PROG：当要访问外部的存储器，这时地址锁存会允许它的输出的电平能够用于锁存的地址的地位字节。如果在用于FLASH必须要的问是：当要用作于外部的存储器时，它将会要ALE要禁ALE的输出可以SFR8EH0MOVX，MOVCALE能此引脚会被如器在外部的执状态时ALE，位会无效。/PSEN：外部的程的存储器所存储的选通信号。个机器的周期的两次/PSEN的现。PA持序（H无论。当注意加密方式为1时，/EA将锁定为RESET；当/EA端保持FLASH施加12V的编程的电源（VPP）。3.2.3AT89S51最小系统单片机的工作工程是：取一条指令、译码、进行微操作，再取一条指令，译码再进行操作，这样自动的、一步步的有微操纵依次完成相应的指令规定功能。这些指令在微操作的时间上有严格的次序，称为时序。单片机的时钟信号通常由两种方式产生，内部时钟和外部时钟方式。内部时钟方式。在单片机 和引脚外接晶振。其中的电容起到稳定频率和快速起振的作用。典型值微 .晶振 S的震荡频率要小于 Z，典型值 Z、Z或者 Z。外部时钟方式是吧外面已经有的时钟信号引入到单片机中，要求各的那片及同步运行的场合。这的是12MHZ是单片机中的各部于种定的。单片机的工作是。89S51RST引脚加高电平信号,上机器期时，单片机内部操作。信号时，单片机行程序。。RST只要能时间，两机器期，单片机进行操作。取的器晶振：12MH电容：f电：相的是 K，外一K。在电上加一电，这样有高单片机电，时间内再加电的能。DS18B20单片机接电路DS18B20有方的接方式，种场合用，DS18B20用于的，电的，高的，的，的，的场合。用方，及。DS18B20器是(DALLAS)的应用单的A/D小的高，加功能，单片机，其能有：（1）有的单的接方式和微接时，一条器和的通常的运行。（）0的是，的有的率能到0.5℃。DS18B20DS18B208（4)工作电源:3~5V/DC在使过程中不需要任何外围元件9~12（7)温度数字量转换时间200ms(典型值）（8)用户可定义的非易失性温度报警设置温度传感器外形如图3.2所示。图3.2传感器外形图本设计采用一线制数字温度传感器DS18B20来作为本课题的温度传感器。传感器信号经4.7K的上拉电阻直接接到单片机管脚上。DS18B20一是单线数传输DQ是外供电源线VDD，三是用GND。DS18B20供电方式中一为数线供电方式，供电时VDD，是过电的能量是时数线，来成温度的转换，因的成温度转换所需时间I/O来成DS18B20线的上拉。外一方式是外(VDD+5V)，的成温度测量的时间会。工作原理及用DS18B20检测与数字数的传输集成于一个芯片之上。工作一个可以为个，温度测以数DS18B20形的源，是ROM，RAM，EEPROM。ROM64DS18B20ID（DS18B2019H），48位的CRC。其数据在出厂时设置，不能由用户更改。RAM是属于数据的暂存器，能够用于数据计算以及数据的存取，数据会在掉电后全部消失，DS18B20拥有共 9个字节的 RAM，它的每个字节是为八位，转换温度后的数据值信息是第 1，2字节，它的第3，4字节是用户 EEPROM的镜像。当其在复位被上电时，它的数值就将会被刷新。它的第3个EEPROM的镜像是第五个字节。它的第 6，7，8个字节则是用来做计数寄存器，是为了让用户能够得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是温度转换、计算的暂存单元，第9个字节是前八个字节的CRC码。EEPROM是属于非易失性记忆体，它用于存放长期需要保存的数据，以及上下限温度报警值和校验数据。DS18B20拥有共 3位EEPROM，并在RAM上存在镜像，能够用户。的时序，为DS18B20单，而导的，也是有为的。器DS18B20的（1)DS18B20DS18B20总480usDS18B20脉。（2)因15--60us60--240us电DS18B20总。(3)后就要了，ROM的共 5，在它每一个的期只能一，ROM的分是读ROM的数据，和的的芯片，M，芯片的，以及报警芯片的ROM64ROMDS18B20ROMROM“。(4)ROM着八位，共RAM的数据，后读的数据，和将复的数据，温度转换，将被的报警值复，以及芯片的要部分是被存储器做样的。(5数据的读要要存储器的。单片的3.3 DS18B20LCD、LCD、母符号、母等点阵式LCD，目前常40*2，120*2，26*216*1。1602LCD3.5：DDDD03-73.5 LCD1602:16×2芯片工作电压工作电流模块最佳工作电压:16×2芯片工作电压工作电流模块最佳工作电压:5.0V字符:2.95×4.35(W×H)mm说明1602LCD标准14（无）16（）接口它接口说明:3.2接口说明表1VSS9D22VDD10D33VL11D44RS12D55R/W/13D66E14D77D015BLA8D116BLKLCD1602LCD16023.6

3.6 LCD1602PNP中刚才用PNP用低功率901P1.0平集射级反导通驱动蜂鸣。为蜂鸣处于常时经过处可以传来一股流。这股流经过放大可以带动蜂鸣以达到目。3.7温度控制模块

图 3.7 报警电路与单片机连接图温度控制原理一方面要使低压的电子电路的控制信号能够控制高压电气的执行元件，如电动机、电磁铁、电灯等；另一方面为电子线路的电气电路提供良好的电隔离，以保护电子电路的人身安全，电磁式继电器便能完成这一桥梁作用。电磁继电器是在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相极化继电器、舌簧继电器、节能功率继电器。相互的，，能够为控制电路良好的电气隔离作用。在继电器的线圈力的作用下簧的铁芯，动衔铁的动触点与触点触点。线圈电，电磁的之，衔铁在簧的作用原的，使动触点与原触点触点。这、，在电路中的接，的的。0℃-50℃50℃弱强热环境0℃弱强降温度控制电路连接图采NPN管驱并且有发光二管指示于仿真采12V泡代替强热P1.2降单P1.33.8。图3.8 温度控制电路连接图负载模块负载模块的原理NPN12VP1.7的发光二极管也熄灭，继电器的常开触点释放，相当于开关断开。在三极管截止的瞬间，由于线圈中的电流不能突变为零，继电器线圈两端会产生一个较高电压的感应电动势，线圈产生的感应电动势则可以通过二极管释放，从而保护了三极管免被击穿，也消除了感应电动势对其他电路的干扰，这就是二极管的保护作用。负载模块的电路图负载模块可以根据单片机传来电流信号的大小来调节负载电路中的电流，从而达到控温的3.9。图3.9 第 4章 温控报警系统软件设计 软件语言的选择 单片机开发过程中往往使用汇编和C语言两种语言，就本设计而言我们要择优选择一种，下面是两种语言的优缺点对比：.汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。汇编语言，一条指令就对应一个机器码，每一步执行什幺动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。.C语言是一种计算机程序设计语言。它的应用范围广C语言方面都可以用，不是软件开发，都是要用C语言的。应用比我是学件的，单片机以系统都可以用 C来开发。C语言发,而且最的语言一,主要它有大的能。的系统软件,DBASEⅢPLUSDBASEC写C加些子更显简单来说，C语言对汇编语言进行了抽象，有下优点：简单来说，C语言对汇编语言进行了抽象，有下优点：①更符合人思维习惯，开发效率高、时间短。②模块化。③可移植性好。④提供数函数并支持浮点运算。⑤程序可读性和可维护性。总，C语言既有高级语言的特点，又有汇编语言的特点；既是一个的系统又写依赖又能用来编写种系统程序。综所述，选择C语言作软件设计的语言。程序流图主程序流程图设计采用 C语言来编程，主程序对模块进行初始化，而后调用读温度、处理温度、显示、键盘，报警等模块。用的是循环查询，来显示和调节度，主程序的主要能是负责度实时显读出DS18B20测量当前度值负责调用子程序,其程序流程4.1系统程序流程图。初化DB18B20LCD4.1C、每循环一次都要扫描,判断是否有输入下则一列的输入操作。其框如4.2始否下是下否是下序是下否是否程序是序4.2RAM9DS18B20令ROM令温度转换开始命结束4.3ucharread_t() //{uchara,b;init_d();write_byte(0xcc);write_byte(0x44);delay_(300);init_d();write_byte(0xcc);write_byte(0xbe);a=read_byte();b=read_byte();b<<=4;b+=(a&0xf0)>>4;returnb;}显示。voiddisplay() //显示{write_com(0x80+6);write_data(0x30+(temp/10));write_com(0x80+7);write_data(0x30+(temp%10));}voidwrite_str(uchar*p){while(*p)write_data(*p++);}voiddisplay_max() 值{write_com(0x80+11);write_data(0x30+(max/10));write_com(0x80+12);write_data(0x30+(max%10));}voiddisplay_min() 小值{write_com(0x80+0x40+11);write_data(0x30+(min/10));write_com(0x80+0x40+12);write_data(0x30+(min%10));}5ProteusProteusLabcenterelectronicsEDA[18]。2010CortexDSPIARKeilMPLAB等多种编译Proteus特点ProteusEDA表：1）。2）B。3）E。Proteus块Proteus4块分别为：智原图（ISIS）丰富库。完善路（Prospice）ProSPICE独特单片机协（VSM）主流CPU用PCB平台原PCB快速。路（X拟验室无法灵活性很度上减少了间资源上浪费很足之数据都很精准际上硬误差物作需要根据情况进修改。步骤要1）新建2）3）按照连接导。4）KEILCC.hex5）6）5.Proteus5.1 ProteusKeil51ProteusDS18B2090.℃降模块灯泡工作扬声器发出警报。5.2 26，0℃0通过弱电驱动强电继电闭合让降模块工作了明我们用灯泡代替可以明小风扇那个灯泡处于工作说明正在降而负载要等降额定范围内才工作。说明设计控制降部已经工作他部同可以和测试。6结、灵活上远远超过传手动制和半手动控制。随着自动化程度逐步提高普遍提高，将来应范围将逐步扩大并将对社会生产产生巨大影响。本设计采是以仿真软件为基础利单单片机进行的自动化制设计。重点在于如何准时准确调节并制，同时达到目。达到既有较高，同时也节约能源。所做主要工作具体做了如下主要工作：1）KEILC51（包O0温2）现是通过X很深的感触科学技术发展迅猛无比，尤其以单片机为核心技术在来社会发展中一定会起着十分重要作。3）KEILC51（包O0钟环境人交互4）现是通过X很深的感触科学技术发展迅猛无比，尤其以单片机为核心技术在来社会发展中一定会起着十分重要作。不足与展望 本设计主要分为部分，软件程序设计和仿真。软件设计包括C语言制。件设计包括制电路直至最。些都模拟相方法更深让把学知识践中得锻炼论与践相合。通、智能展趋势好与它软件相结技术必光前途。参考文献 刘建辉，冀常鹏.单片机智能控制技术[M].北京：国防工业出版社.2007.PIC[M].业出版社.2009.林凌，李刚实用电子技术1000问[M].2008.[4陈雷，雷宏洲.C/C++程序设计教程.清华大学出版社[M2007年．LIYan.Multi-pointTemperatureMeasuringandControlSystemBasedonAT89C51[J].InstrumentTechniqueandSensor.April,2009.杨欣.51单片机应用实例详解[M].北京：清华大学出版社，2010.谭金平.基于单片机电锅炉恒温控制系统的电路设计[D].南昌大学硕士论文2012.夏发钦.基于单片机的精密温度控制系统的设计与实现[J].信息技术，2011 133-135.魏延萍.单片机在温度测控系统中的应用[J].信息技术，2011 (9)：144-148.刘百芬，吕涛.基于 PIC单片机的温度控制器[J].半导体技术，2008 833-835.张军.智能温度传感器DS18B20及其应用[J].仪表技术，2010 (4).1-3.魏云.应用于建筑节能的测量与监控系统[D].北京工业大学硕士论文.2010.XiWang,ShuqingLi.MultipointTemperatureMeasurementSystemofHotPackBasedonDS18B20.InformationEngineering(ICIE),2010WASEInternationalConferenceon.[EB/OL]Aug,2010.武晓燕.C在单片机技术中的应用[J].工程，201029(36):146.，,.智能路控制系统设计[J]工业控制计，2010(6)：110-112..基于AD590的温度及系统[J].技术与应用，2012 .基于 51系单片机的 LED发技术(2版)[M].北京：北京出版社，2011.刘电路4版.北京：电子工业出版社，.单片机 C程序设计实100例——基于 8051+Proteus仿真[M].北京：电子工业出版社，2009.张良.单片机与控制技术2版.北京：机工业出版社，刘文涛.单片机C51应用设计[M]北京：人民邮电出版社，2005.[M]2007..[J].，2013 (112013.ofof,,.[M].2012..Proteus[J]2009 (32) 75..Proteus[M]..、..[M]..[J].1 谢。此表示深深意。才使这再对程老师表示深深意。这是你们给提出很宝贵意见给了无私还工作上支持此相学相才。还要表示衷正是他们无私和支持才正完成学。最对出宝贵时论文评阅各位教师表示真诚意他们指导修正了论文错误使受益匪浅。于学识限文必不妥处敬请各位专家和老师批评指正。12#include<reg52.h>#defineuintunsignedint 义#defineucharunsignedchar sbitdq=P2^0; 位声明sbitbeep=P1^1;sbitd=P1^0;sbitk1=P1^2;sbitk2=P1^3;sbitk3=P1^4;sbitlcden=P2^6;sbitlcdrw=P2^5;sbitlcdrs=P2^4;ucharcodestr[]="OK";ucharcodestr0[]="TOOHIGH!";ucharcodestr1[]="TOOLOW!";ucharcodestr2[]="SET";ucharcodestr3[]="MAX:";ucharcodestr4[]="MIN:";uchartemp,flag1,flag2,max,min;voidwrite_com(uchar); voidwrite_data(uchar); voiddelay_(uint); 一微秒延时void init_d(); //ds18b20voiddelay(uint); 一毫秒延时函数voidwrite_byte(uchar); //ds18b20字节ucharread_t(); 检测温度ucharread_byte(); //ds18b20voiddisplay(); 显示温度voidwrite_str(uchar*); 向内入字voiddisplay_max(); 显示最大值voiddisplay_min(); 显示最小值voidmain(){max=40;min=20;lcdrw=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(1);while(1){while((flag1==0)&&(flag2==0)){write_com(1);temp=read_t();display();write_com(0x80+9);write_data('C');if(temp>max){beep=0;d=0;write_com(0x80+0x40+4);write_str(str0);delay(200);}elseif(temp<min){beep=0;d=0;write_com(0x80+0x40+4);write_str(str1);delay(200);}else{beep=1;d=1;write_com(0x80+0x40+7);write_str(str);delay(200);}if(k1==0){delay(5);//if(k1==0){if((flag1==0)&&(flag2==0))flag1=1;elseif((flag1==1)&&(flag2==0)){flag1=0;flag2=1;}else{flag1=0;flag2=0;}while(!k1); 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