温度上下限报警器设计参考课题论文.docVIP

基于51单片机温度报警器 摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度报警器，本设计属于多功能温度报警器，可以设置上下报警温度，当温度超过上限或者下限任意温度设置范围内时，开始报警。 关键词：单片机，数字显示，温度报警， DS18B20，STC12C5A16S2 1 引言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度报警器就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字温度报警器与传统的温度报警器相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机STC12C5A16S2，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管实现温度显示，能准确达到以上要求。 2 总体设计方案 2.1数字温度报警器设计方案论证 2.1.1 方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。并且测量温度精度不高，有偏差。 2.1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求，且测量精度很高。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用方案二。 2.2 方案二的总体设计框图 温度报警器电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机STC12C5A16S2，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管实现温度显示，用一位数码管显示℃摄氏度符号。三个按键进行温度上、下限报警值设置。 图1　总体设计方框图 2.2.1 主控制器 STC12C5A16S2单片机是以51内核为主的系列单片机，STC单片机是宏晶生产的单时钟/机器周期的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8—12倍，内部集成MAX810专用复位电路。4路PWM 8路高速10位A、D转换，针对电机控制，强干扰场合。单片机主要性能 ●高速：1 个时钟/ 机器周期，增强型8051 内核，速度比普通8051 快8～12 倍 ●宽电压：5.5～3.8V，2.4～3.8V（STC12LE5410AD 系列） ●低功耗设计：空闲模式，掉电模式（可由外部中断唤醒） ●工作频率：0～35MHz，相当于普通8051：0～420MHz--- 实际可到48MHz，相当于8051： 0～576MHz ●时钟：外部晶体或内部RC 振荡器可选，在ISP 下载编程用户程序时设置 ● 1K 字节片内Flash 程序存储器，擦写次数10 万次以上 ● 512 字节片内RAM 数据存储器 ●芯片内EEPROM 功能 ● ISP / IAP，在系统可编程/ 在应用可编程,无需编程器/ 仿真器 ● 10 位ADC，8 通道, 系列为8 位ADC。4 路PWM 还可当4 路D/A 使用 ● 2 个硬件16 位定时器，兼容普通8051 的定时器。4 路PCA 还可再实现4 个定时器 ●硬件看门狗（WDT） ●高速SPI 通信端口 ●全双工异步串行口(UART),兼容普通8051 的串口 ●先进的指令集结构，兼容普通8051指令集 4 组8 个8 位通用工作寄存器（共32 个通用寄存器） 有硬件乘法/ 除法指令 ●通用I/O 口（27/23/15 个），复位后为： 准双向口/ 弱上拉（普通8051 传统I/O 口） 可设置成四种模式：准双向口/ 弱上拉，推挽/ 强上拉，仅为输入/ 高阻，开漏每个I/O 口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过55mA2.2.2 显示电路 显示电路采用3位共阳LED数码管做为温度值显示。用三个8550PNP三极做为每一位LED管的驱动电路，这样使得数码管电流量更大，亮度更亮。一位共阳极数码管显示℃摄氏度符号，使得整个显示电路更加人性化。 2.2.3温度传感器 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１