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基于51单片机的温度警报器的设计.docx
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西安文理学院物理与机械电子工程学院
课程设计任务书
专业班级 11 级自动化 2 班
职 称 讲师
学 号 0803110212
教研室 自动化
利用单片机实验箱上的资源设计一个室温控制器。
设计要求:
1)利用 AT89C52 控制,DS18B20 温度传感器采集温度并用数码管显示温度值
2)温度误差控制在 0.5℃,当室温低于 20℃和高于 30℃时报警
3)有报警后的温度控制接口
开始日期 2014.11.24 完成日期
2014 年 12 月 12 日
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85771227/bg2.jpg)
目 录
摘要................................................................3
1 引言..............................................................3
1.1 课题背景 ........................................................ 3
1.2 研究内容和意义 .................................................. 5
2 芯片介绍..........................................................5
2.1 DS18B20 概述 .................................................... 5
2.1.1 DS18B20 封装形式及引脚功能 .................................... 6
2.1.2 DS18B20 内部结构 .............................................. 6
2.1.3 DS18B20 供电方式 .............................................. 9
2.1.4 DS18B20 的测温原理 ........................................... 10
2.1.5 DS18B20 的 ROM 命令 ...........................................11
2.2 AT89C52 概述 ................................................... 13
2.2.1 单片机 AT89C52 介绍 ...........................................13
2.2.2 功能特性概述 ................................................. 13
3 系统硬件设计.....................................................13
3.1 单片机最小系统的设计...........................................13
3.2 温度采集电路的设计.............................................14
3.3 LED 显示报警电路的设计 ......................................... 15
4 系统软件设计
................................................... 1 5
4.1 流 程 图
........................................................ 1 5
4.2 温 度 报 警 器 程 序
.................................................1 6
4.3 总 电 路 图
..................................................... 19
5 总结 ............................................................. 20
2
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摘 要
随着时代的进步和发展,温度的测试已经影响到我们的生活、工作、科研、
各个领域,已经成为了一种非常重要的事情,因此设计一个温度测试的系统势在
必行。
本文主要介绍了一个基于 AT89C52 单片机的数字温度报警器系统。详细描述
了利用数字温度传感器 DS18B20 开发测温系统的过程,重点对传感器在单片机下
的硬件连接,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,对各部分的电路也
一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度的采集和报警,并可以根据需要任
意上下限报警温度,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,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量,也可
以当做温度处理模块潜入其他系统中,作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20 与
AT89C52 结合实现最简温度报警系统,该系统结构简单,抗干扰能力强,适合于
恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。
关键词:单片机;温度检测;AT89C52;DS18B20;
1 引言
1.1 课题背景
温度是工业对象中主要的被控参数之一,如冶金、机械、食品、化工各类工
业生产中,广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,对工件的温度处理要
求严格控制。随着科学技术的发展,要求温度测量的范围向深度和广度发展,以
满足工业生产和科学技术的要求。
基于 AT89C51 单片机提高了系统的可移植性、扩展性,利于现代测控、自动
化、电气技术等专业实训要求。以单片机为核心设计的温度报警器,具有安全可
靠、操作简单方便、智能控制等优点。
温度对于工业生产如此重要,由此推进了温度传感器的发展。温度传感器主
要经过了三个发展阶段 :
[1]
(1)模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成,因此
亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、
3
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测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等特点,适合
远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。它是目前在国内外
应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有 AD590、AD592、TMP17、LM135 等;
(2)模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编
程温度控制器,典型产品有 LM56、AD22105 和 MAX6509。某些增强型集成温度控
制器(例如 TC652/653)中还包含了 A/D 转换器以及固化好的程序,这与智能温度
传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受微处理器的控制,这是二
者的主要区别;
(3)智能温度传感器 (亦称数字温度传感器)。智能温度传感器是在 20 世
纪 90 年代中期问世的,其内部都包含温度传感器、A/D 转换器、信号处理器、
存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、
随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度
数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上
通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。
现代信息技术的三大基础是信息采集 (即传感器技术)、信息传输(通信
[2]
技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其
是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传
感器之首。数字温度传感器可以直接将被检测的温度信息以数字化形式输出,与
传统的模拟式温度传感器相比,具有测量精度高、功耗低、稳定性好、外围接口
电路简单特点。而单片机微处理器越来越丰富的外围功能模块,更加方便了数字
式温度传感器输出信号的处理。
智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D 转化器、信号处理器、存储器
(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央处理器(CPU)、随机
存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。并且它是在硬件的基础上通过软件来
实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。进入 21 世纪后,智
能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚
拟传感器和网络传感器、研制单片机测温系统等的方向发展。数字化温度传感器
可以直接将温度量以数字脉冲信号形式输出,具有测量精度高、抗干扰能力强、
传输距离远、外围接口电路简单等诸多优点。同时数字温度传感器还可直接与微
4
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