基于MCS51的温度监控与报警设计.docVIP

五邑大学 信息工程学院 2011-2012学年第二学期 课程：单片机原理及应用课程设计 任课教师：…… 班级：……. 姓名：彬哥 学号：……. 题目：基于MCS51的温度监控与报警设计 概述： 在实际生活和生产中，有很多场合需要对温度进行监测和控制。我们利用MSC51单片机，完成一个完整的温度测控系统，包括：温度采集、温度控制策略、工作点温度限设定、实时监测温度的变化情况并显示、存储相关数据、报警输出等。可应用于水温检测和控制、室内温度检测和控制等。 本课程设计是基于89C51单片机用数码管与DS18B20设计的温度监控与报警系统。DS18B20将采集到的数字量写入到单片机当中，经单片机处理后送到数码管上显示。报警设置是通过将采集到的温度信息与串口设定的温度上限和下限比较，若不在设定的范围内，系统将产生报警声音，且对应的LED同步闪烁。当温度低于设定的下限温度时，系统自动加温；当温度高于设定的上限温度时，系统停止加温。 二、系统整体设计： 【系统框图】 【AT89C51核心模块设计】 单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。 MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量，I/OCPU的处理功能都非常的强。尤其是MCS-51系列就是所特有的布尔处理机，在逻辑处理和控制方面具有突出优点。MCS-51系列单片机适合于实时控制，可构成工业控制器、智能仪表、智能接口以及通用的测控单元等。 元件图： 89C51单片机的复位电路和振荡电路对应的电路图如下： 【DS18B20温度采集模块】 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点，特别适合用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（按9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片，它具有三引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围－55～＋125℃，可编程为9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，业可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或者两根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。从而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于远距离多点温度检测系统。 综上，在本系统中我采用温度芯片DS18B20测量温度。该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件线形较好。在0-100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。该芯片直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。 外部封装形式 DS18B20模块电路： 【LED灯及蜂鸣器报警模块】 报警上下限温度设为70和-20度。 LED灯报警: 蜂鸣器报警： 【数码管显示模块】 本设计采用LED显示驱动器芯片74LS47驱动四个共阳极的数码，通过它译码,直接把数字显示在数码管上。 【加热模块模块】 J2接入220V电压电源，经变压器降压再稳压输出为5V，R5为加热电阻，U5为光电耦合开关。当heat端输入电平为低电平时，U5接通，加热电阻R5，达到升温目的。 【串口通信模块】 本设计加入了串口通信模块，实现人机交互。本模块采用MAX232串口通信芯片，可实现短距离传输。通过串口小助手软件可以再电脑上设置温度的报警上下限值，非常方便。 三、硬件设计: 原理图设计： PCB设计： 四、程序设计： #include reg51.h #include intrins.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit DQ=P3^7; //ds18b20 DQ 接口 sbit beep=P3^6; //蜂鸣器 sbit high=P1^0; //温度上限报警位 sbit low=P1^1; //温度下限报警位 sbit point=P3^3; //小数点位 sbit heat=P3^2; //加热控制位 /*数码管段码*/ uchar code duan_table[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0x0f}; /*小数位对照*/ uchar code df_table[]={0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9}; uchar