温度控制报警器实验报告

《单片机原理与应用》课程设计任务书摘要单片机技术在我们现代的生活、工作、科研等领域中得到了越来越广泛的应用。本文主要介绍了一种基于STC89C51单片机的温度检测报警系统，包含单片机最小系统模块、LED显示模块、蜂鸣器报警模块、矩阵键盘模块和电源模块。我们详细描述分析了其硬件链接系统、软件编程系统和各模块系统流程。温度检测报警系统也是在日常生活和工业中得到了广泛的应用，能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。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，具有广泛的应用前景。关键词：单片机STC89C51温度传感器数字温度计DS18B201.1设计内容及功能要求利用STC89C51、DS18B20、数码管、蜂鸣器等元器件设计温度检测、显示和报警系统完成日期与时间显示系统。系统具有以下功能：能正确检测温度；在数码管上实时显示温度；当温度超过或低于设定的阈值时，蜂鸣器报警；可通过矩阵键盘调整温度报警阈值；其他功能可根据系统上的资源自行设定。1.2设计任务1）根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成电路原理图，包括单片机最小系统模块、LED显示模块、蜂鸣器报警模块、矩阵键盘模块、串行口下载模块和电源模块，最终在万用板上焊接，完成整个系统硬件设计。2）根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成系统的软件设计，包括系统主程序、温度读取子程序、键盘扫描子程序、显示子程序等，可使用汇编语言或是C语言编写，建议使用C语言编写。3）完成系统的仿真与调试，使得系统在脱机情况下，能稳定可靠的工作。4）编写课程设计报告。1.3设计原理如图1所示为基于单片机的温度采集系统的设计原理图，系统设计思路为以单片机为控制中心，通过实时采集温度传感器DBS18B20获得当前的温度值，通过LED显示当前温度，同时使用键盘设定温度阈值，当测定温度大于温度阈值利用蜂鸣器报警。图1系统框架图图2系统仿真图2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主控制器晶振采用12MHZ。复位电路采用上电加按钮复位。图3晶振电路图4复位电路2.2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4位作为数码管的位选端，采用动态扫描的方式显示。图5数码管显示电路2.3温度传感器DS18B2温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出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９～１２位的数字值读数方式。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。图6温度传感器与单片机的连接2.4报警温度调整按键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。图7按键电路2.4实验硬件整体连接图3系统软件算法分析3.1主程序流程图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，其程序流程图见图8。图8主程序流程图3.2按键扫描处理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。图8按键扫描处理子程序3.3软件程序4总结与体会实验心得刚看到本次课程设计任务书时，感觉这次的实验设计并不简单。第一天早上因为实验的器件还没到，老师让我们利用这个时间上网查询相关的资料。通过这次的详细查询，我们终于对这个实验有了初步的认识，于是我们边找资料，边开始动手进行第一步的软件仿真图的连接以及程序的设计。在这期间，我们遇到了不少的障碍，通过多次的修修改改程序和仿真图，终于能在Protues上成功运行！然后我们开始动手焊接器件。尽管我们已经小心再小心，但当我们终于焊好所有的器件接通电源时，数码管上却始终只能显示一条线。我们怀疑是哪里焊短路了，于是我们用万用表测了所有相邻间的焊点以及该接通的焊点，还是没发现问题。后来我们发现和数码管相连的其中一个芯片接通电源没多久就热得发烫，而其他同学没有这种现象。于是我们确定了是连接其中的线短路，后来我们有进一步检查才发现是有一条绝缘线因为温度太高绝缘皮融化了一点，导致跟一条剥了皮的线接触在一起短路了。通过修改线路终于解决了这个问题，但在软件仿真成功运行的程序还