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基于单片机的智能家居报警器开发设计毕业设计论文.doc
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基于单片机的智能家居报警器开发设计毕业设计论文.doc
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1
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实践教学
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兰州理工大学
计算机与通信学院
2015 年春季学期
计算机通信课程设计
题 目:基于单片机的智能家居报警器开发
专业班级: 12 级物联网工程 2 班
姓 名:
学 号:
指导教师:
成 绩:
2
目录
题 目:基于单片机的智能家居报警器开发 ...........................................................................1
摘要....................................................................................................................................................3
前言....................................................................................................................................................4
1、设计要求......................................................................................................................................5
2、工作原理......................................................................................................................................5
3、方案设计......................................................................................................................................6
4、单元电路的设计和元器件的选择..............................................................................................7
4.1、微控制器模块...........................................................................................................................7
4.2、温度采集模块...........................................................................................................................9
4.3、报警模块.................................................................................................................................10
4.4、温度显示模块.........................................................................................................................11
4.5、其它外围电路.........................................................................................................................13
5、 电源模块..................................................................................................................................14
6.、 流程图.....................................................................................................................................16
7、程序分析....................................................................................................................................16
总结..................................................................................................................................................27
参 考 文 献....................................................................................................................................28
3
摘要
温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、
材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指
标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直
以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯
性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模
型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传
统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触
点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的 PID 控制方式,
但 PID 控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整
不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器 DS18B20,因其
内部集成了 A/D 转换器,使得电路结构更加简单,而且减少了温度
测量转换时的精度损失,使得测量温度更加精确。数字温度传感器
DS18B20 只用一个引脚即可与单片机进行通信,大大减少了接线的
麻烦,使得单片机更加具有扩展性。由于 DS18B20 芯片的小型化,
更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接,故可以把数字温度传
感器 DS18B20 做成探头,探入到狭小的地方,增加了实用性。更能
串接多个数字温度传感器 DS18B20 进行范围的温度检测。
关键字:温度控制,传感器,A/D
4
前言
采用数字温度芯片 DS18B20 测量温度,输出信号全数字化。便
于单片机处理及控制,省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯
片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,此元件线形较好。
在 0—100 摄氏度时,最大线形偏差小于 1 摄氏度。DS18B20 的最
大特点之一采用了单总线的数据传输,由数字温度计 DS18B20 和微
控制器 AT89S51 构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,
可直接与计算机连接。这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大。
采用 51 单片机控制,软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各
样的算术算法和逻辑控制,而且体积小,硬件实现简单,安装方便。
既可以单独对多 DS18B20。
5
1、设计要求
本设计主要是介绍了单片机控制下的温度检测系统,详细介绍了
其硬件和软件设计,并对其各功能模块做了详细介绍,其主要功能和
指标如下:
(1)利用温度传感器(DS18B20)测量室内某一点环境温度
(2)测量范围为-55℃~+99℃,精度为±0.5℃
(3)用液晶进行实际温度值显示
(4)能够根据需要方便设定上下限报警温度
2、工作原理
温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度,单片机
AT89S51 获取采集的温度值,经处理后得到当前环境中一个比较稳
定的温度值,再根据当前设定的温度上下限值,通过加热和降温对当
前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时,单
片机通过三极管驱动继电器开启降温设备 (压缩制冷器) ,当采集的
温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器
开启升温设备 (加热器) 。
当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障,或
者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规
定的温度限内的时候,单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。
系统中将通过串口通讯连接 PC 机存储温度变化时的历史数据,以便
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xinkai1688
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