该文档详细介绍了基于单片机的温度报警器设计方案,旨在教育和指导学生如何设计和实现一个实用的温度监控系统。该系统使用了DS18B20温度传感器,单片机,数码管显示,LED灯和蜂鸣器等组件。
1. **DS18B20温度传感器模块**:DS18B20是一种数字温度传感器,能够直接输出数字信号,其特点是精度高,可直接与单片机的P3.3口进行单总线通信。该传感器负责测量环境温度并将数据发送给单片机。
2. **单片机模块**:采用8051单片机作为核心处理器,它接收DS18B20的温度数据,将其转换为两位10进制的温度值,并在数码管上显示。同时,单片机还负责比较当前温度与预设警报温度,根据比较结果控制LED和蜂鸣器的工作状态。
3. **LED模块**:系统中有8个红色LED,当温度低于警报阈值时,LED会形成流水灯效果;当温度超过预设值,LED将频繁闪烁以发出警告。
4. **蜂鸣器模块**:当单片机检测到温度超过预设警报温度时,通过8550 PNP型三极管驱动蜂鸣器,发出声音报警。8550三极管作为开关元件,由单片机的输出信号控制其工作状态。
5. **数码管模块**:数码管用于直观地显示当前环境温度,帮助用户实时了解温度状况。
6. **程序流程**:程序开始时,先检测并复位DS18B20,然后调用安全函数,通过P3.3口读取温度数据,执行温度转换命令,将数据转化为温度值,并在数码管上显示。接着比较温度值与预设报警温度,若未超过则控制LED流水灯闪烁,否则启动报警函数,控制LED频繁闪烁,并让蜂鸣器发声。
7. **元件清单**:包括8550三极管,蜂鸣器,DS18B20温度传感器,8051单片机,12MHz晶振,电容,电阻等电子元件,以及8个红色LED和一个两位7段数码管。
8. **项目时间规划**:前4周主要学习单片机基础,5至8周学习汇编语言编程,9至14周进行系统设计和编程实现,最后4周用于系统调整和文档整理。
这个温度报警器设计方案是一个综合性的项目,涵盖了单片机原理,传感器应用,数字信号处理,硬件接口设计和嵌入式软件开发等多个方面的知识,对于学习和掌握单片机系统设计具有很高的实践价值。