基于51单片机的温度警报器的设计方案单片机课程设计方案

PAGE22《单片机原理及应用》课程设计任务书二级学院:电子信息与电气工程学院专业:班级：学生姓名指导老师职称讲师课题名称基于51单片机的温度警报器的设计课题工作内容1、设计内容:硬件电路的设计、软件电路的设计2、总体方案的选择、讨论确定。软件流程图的设计，硬件电路各部分的设计，程序的软调试、整机的调试.3、撰写设计报告指标要求1、LED能显示传感器的温度2、温度高于30度或者小于15度,蜂鸣器发出警报进程安排第一天下达任务、讲授、查资料第二天方案确定第三天、第四天软、硬件设计第五天~第八天软、硬件调试第九天撰写报告第十天答辩考核主要参考文献［1］钟晓伟，宋哲存，基于单片机的实验是温湿度控制系统设计[A]林业机械与木工设备［2］叶景，基于单片机的温度控制系统的设计经验与交流，2008[3］杨光友.单片机微型计算机原理及接口技术［M］。北京：中国水利水电出版社,2002地点起止日期9.5-9.15课程设计题目：基于单片机的数字温度报警器的设计姓名：学院：专业:班级:学号：指导教师：2011年9月15日目录_Toc264740834”1.1课题背景 4HYPERLINK\l”_Toc264740835”1.2研究内容和意义 62芯片介绍 6HYPERLINK\l”_Toc264740837”2.1DS18B20概述 62。1。1DS18B20封装形式及引脚功能 7_Toc264740840"2.1。3DS18B20供电方式 9HYPERLINK\l”_Toc264740841”2.1.4DS18B20的测温原理 10HYPERLINK\l”_Toc264740842"2。1。5DS18B20的ROM命令 12HYPERLINK\l”_Toc264740843"2.2AT89C52概述 13HYPERLINK\l”_Toc264740844"2。2。1单片机AT89C52介绍 13HYPERLINK\l”_Toc264740845”2.2.2功能特性概述 133系统硬件设计 14_Toc264740851"3。3LED显示报警电路的设计 16参考文献 18HYPERLINK\l”_Toc264740866"附录A总电路图 19HYPERLINK\l”_Toc264740866”附录B原器件清单 19。ConvertT（温度转换）。命令代码为44H，启动一次温度转换，若主机在该命令之后又发出其它操作，而DS18B20又忙于温度转换，DS18B20就会输出一个“0"，若转换结束，则DS18B20输出一个“1”。RecallE2(拷回暂存器）。命令代码为B8H。将温度报警触发器TH和TL中的字节从EEPROM中拷回到暂存器中。该操作是在DS18B20上电时自动执行，若执行该命令后又发出读操作，DS18B20会输出温度转换忙标识：0为忙,1完成。Readpowersupply（读电源使用模式）。命令代码为B4H。主设备将该命令发给DS18B20后发出读操作,DS18B20会返回它的电源使用模式：0为寄生电源，1为外部电源。2。2AT89C52概述2.2.1单片机AT89C52介绍AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位HYPERLINK”/view/1012.htm"单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的HYPERLINK”http：///view/7641。htm”Flash只读程序存储器和256bytes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,兼容标准MCS—51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用.2.2.2主要功能特性1、兼容MCS51指令系统2、8k可反复擦写(大于1000次）FlashROM；3、32个双向I/O口；4、256x8bit内部RAM；5、3个16位可编程定时/计数器中断；6、时钟频率0-24MHz；7、2个串行中断，可编程UART串行通道；8、2个外部中断源,共8个中断源；9、2个读写中断口线,3级加密位；10、低功耗空闲和掉电模式，HYPERLINK"/view/37。htm”软件设置睡眠和唤醒功能；11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求。3系统硬件设计3。1单片机最小系统的设计单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本次课程设计中选用AT89C52式单片机,其最小系统主要由电复位、振荡电路组成。单片机的最小系统如图3所示。单片机的复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个时钟周期以上时复位有效.复位电路由按键复位和上电复位两部分组成，上电复位是在复位引脚上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND;按键复位是在复位电容上并联一个开关,当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电,会保持一段时间的高电平来使单片机复位。AT89C51单片机使用12MHZ的晶振最为振荡源，由于单片机内部有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容一般在15pF至50pF之间。外部晶振结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率.图3单片机最小系统3。2温度采集电路的设计温度采集电路部分，采用数字温度传感器DS18B20进行温度采集.DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3个引脚；温度侧量范围为—55℃-+125℃，测量精度为0。5℃；被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;CPU只需用一个端口线就可以与DS18B20通信。温度采集电路如图4所示。图4温度采集电路3。3LED显示报警电路的设计LED数码管与单片机的P0口相连，单片机将采集到的温度值转化为与数码管对应的数据，通过P0口输出显示。即信号通过译码管的端口a、b、c、d、e、f、g、dp端来控制每段译码管的亮灭与否，同时通过端口1、2、3、4四个端口来控制四个译码管.在本次设计中，用集成芯片74HC245驱动数码管.同时当采集到的温度值超过所设置的范围时，单片机会输出一信号，通过三极管放大后驱动蜂鸣器发出报警信号。LED数码管报警电路4总结本设计是以温度采集及控制过程设计为总目标，以89C52单片机最小应用系统为总控制中心，辅助设计有温度采样电路、A/D转换接口、加热电路、LED数码管动态串行显示器等.本设计的重点、难点是：(1)要掌握温度传感器的原理、结构、应用等；（2）考虑从非电量信号到电量信号的电路实现原理以及与单片机的接口;(3）熟悉MCS-51编程的技术,实现单片机对温度的调节控制;(4)整体电路的仿真调试。本次设计优点：采用的单片机AT89C51性价比高；热敏电阻温度传感器转化温度的方法非常简洁且精度高、测试范围较广。由于时间及精力所限，对温度控制系统做了整体设计，具体实现了其中的温度报警部分设计，即温度控制系统的采集、显示及报警模块.实物图如下:致谢在论文完成之际,我首先要想车晓岩老师表示最真挚的谢意。车老师时常督促我抓紧时间做毕业设计,并经常讨论,给我提出好的建议.车老师不仅工作认真，她严谨的治学态度令我受益匪浅，相信在我以后的生活学习带来深远的影响。在此衷心的向车老师表达我的感激之心。我还要特别感谢各位同学给予了我无私的帮助，他们帮我解决了很多设计中遇到的难题，并帮我测试程序.由于本人学识有限,加之时间仓促，文中不免有错误和待改进之处，真诚欢迎各位师长、同学提出宝贵意见。参考文献:[1］钟晓伟，宋哲存,基于单片机的实验是温湿度控制系统设计［A]林业机械与木工设备[2]叶景，基于单片机的温度控制系统的设计经验与交流，2008[3]杨光友。单片机微型计算机原理及接口技术［M].北京：中国水利水电出版社，2002[4]李丹妮，单片机温度控制系统设计［J]九江学院报2005[5]ATMLECorporation,8—BitMicrocontrollerAT89C51DATESHEET.0265F-A—12/97[6]胡寿松，自动控制原理［M］北京：科学出版社，2007［7]刘笃仁，韩保君，传感器原理及应用技术西安电子科技大学出版社,2008［8］梅丽凤,王艳秋，汪毓铎，张军，单片机原理及接口技术清华大学出版社2006［9]深圳市计算机行业协会，2005年全国单片机与嵌入式系统学术交流会,北京航空航天大学出版社，2005[10]张义和,陈敌北，例说8051［M］北京：人民邮电出版社，2006[11]张开生,郭国法,MCS-51单片机温度控制系统的设计［J]微型计算机信息,2005［12]DallasSemiconductor,ProgrammableResolution1-WIREDigitalThermometerDS18B20DATESHEET.

附录A：总电路图附录B：原器件清单序号编号名称型号数量1R1电阻4.7K12R2电阻100K13R3电阻5K14RP1排阻5K15C1、C2电容33P26C3电容100u17S1按键开关18X1晶振12M19Q1三极管PNP110LS1蜂鸣器111U151单片机AT89C52112U2温度传感器DS18B20113U3集成芯片74HC245114U44位7段数码管共阳1附录C：温度报警器部分程序#include<reg52。h>#include〈intrins。h〉＃defineucharunsignedchar＃defineuintunsignedintsbitDQ=P3^7；sbitbeep=P3^0;voidreset（);//DS18B20复位函数 voidwrite_byte(ucharval);//DS18B20写命令函数ucharread_byte（void）;//DS18B20读1字节函数voidread_temp();//温度读取函数voidLED_display();voidalarm（)；uchartempH，tempL,num;uchartable［10]={0xc0，0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92，0x82，0xf8,0x80,0x90};//0~9的LED字符编码ucharsetValue_low=15;ucharsetValue_high=30;main(）｛while（1）{read_temp（);LED_display(）;alarm（）；}}voiddelay（uintt)｛for(;t〉0;t——)；｝voidreset(） //DS18B20的复位{ucharpresence=1；while(presence)｛while（presence）｛DQ=1；_nop_（);_nop_()；DQ=0;delay（50);DQ=1;delay(6）;presence=DQ；}delay(45）；presence=～DQ;}DQ=1;｝voidwrite_byte（ucharval) //DS18B20写一个字节｛uchari；for(i=8；i〉0;i——）{DQ=1;_nop_();_nop_（）；DQ=0；_nop_(）；_nop_（)；_nop_（）；_nop_（）;_nop_（)；DQ=val&0x01;delay(6）；val=val>〉1;｝DQ=1；_nop_(）;｝ucharread_byte(void) //DS18B20读一个字节｛uchari;ucharvalue=0;for（i=8；i〉0;i--）｛DQ=1；_nop_（）；_nop_（）;value〉>=1；DQ=0;_nop_（)；_nop_(）;_nop_();_nop_（)；DQ=1；_nop_(