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单片机智能温度预警系统设计方案单片机智能温度预警系统设计方案
本文提出了一种基于单片机的智能温度预警系统的设计方案。方案以AT89S51单片机为核心,利用LM386音频
模块、DS18B20传感器、液晶显示器和键盘等器件设计了一款智能温度预警系统,系统能显示每路探测器的温
度,并能根据用户预先设定的报警值进行报警。
本文提出了一种基于单片机的智能温度预警系统的设计方案。方案以AT89S51单片机为核心,利用LM386音频模块、
DS18B20传感器、液晶显示器和键盘等器件设计了一款智能温度预警系统,系统能显示每路探测器的温度,并能根据用户预
先设定的报警值进行报警。后对本系统进行PROTEUS仿真测试,测试效果良好,从而证实了本方案具有较高的实用价值。
1.引言引言
随着社会的发展特别是工业的发展,人民生活的改善,安全问题变得更加重要。目前,在许多情况下,都需要对环境的温度进
行限定,其中包括人的生活工作环境、仪器设备的工作环境以及动植物的生长环境等。
如果环境温度超过或低于限定值,必定对所处环境的人和设备造成影响,甚至给个人和社会造成巨大的损失。随着单片机技术
的飞速发展,利用单片机设计温控系统成为控制技术发展的需要。本文提出了一种基于单片机的温度预警系统的设计方案,并
采用PROTEUS进行了仿真。该系统不仅可以高精度的测量温度,同时对温度进行实时监控并做到超温报警,有较高的实用价
值。
2.系统设计的总体方案系统设计的总体方案
本设计方案总体框图如图1所示,它是由单片机、四路数据采集模块、集成功放模块、人机交互界面和系统电源等组成。
本设计系统以AT89C52单片机作为控制核心,数据采集部分由温度传感器DS18B20组成;人机交互界面为4×4矩阵键盘输入
和LCD1602液晶显示,可以方便的输入数据和直观的显示。系统电源为+5V电源供电。软件部分采用C语言进行编程,实现了
该设计的全部控制功能。该温度预警系统的测量范围为-55℃~+125℃。当检测的温度高于最高或最低温度设定值时,实现报
警功能。
3.电路设计电路设计
3.1 单片机单片机
AT89S52单片机是ATMEL公司推出的高档型AT89S系列单片机中的增强型产品。AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS8为
单片机,片内含8K Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。期间采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技
术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的
微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
3.2 温度采集电路温度采集电路
由单片机获取非电信号的温度信息,必须通过温度传感器。传统的温度测量多以热敏电阻作为温度传感器,但是,热敏电路可
靠性较差,测量温度精度低,因此使用DS18B20温度传感器采集温度。DS18B20是美国达拉斯(Dallas)公司的单数字温度
传感器芯片,DS18B20具有体积小,功耗低,抗干扰能力强,易于微处理器连接等特点,其测量范围-55℃~+125℃,最大分
辨率为0.0625℃,在-25℃~+85℃范围内其测温标准度为±0.5℃。
DS18B20只有三个引脚,一个接地,一个接电源,一个数字输入/输出引脚,由于DS18B20采用单总线结构,本系统的四个温
度传感器并联在三线上,数据输入/输出接单片机的P1.7口,电源与数字输入输出脚间需要接一个4.7K的电阻,实现多点组网
功能。
3.3 报警电路设计报警电路设计
本系统报警电路使用L M 3 8 6作为报警器的功率放大器。LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、
电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。
LM386的输入端接单片机的P3.4引脚,输出端接扬声器,电路图如图2所示。当实际温度超过或低于设置的温度值时,单片机
相应引脚输出一定频率的信号,信号经过音频功放放大之后,发出报警声。
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