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數字溫度警報器的設計畢業設計(編輯修改稿)

2026-07-24 10:07 本頁面

　

【文章內容簡介】溫度傳感器。U3 集成芯片。U4 4位7段數碼管共陽。串口頭母頭。USB頭。洞洞板其中（一些元器件需要注意）：4位數碼管共陽焊接的時候順序一定要對，千萬不能跟共陰的數碼管搞混合。DS18B20溫度傳感器—注意接地和VCC接口不要接反和最小系統電路連接時要接對引腳不能搞混。串口頭母頭 RS232端口引腳定義：(因為計算機后面的串口多為公頭，所以此母頭可以直接插入計算機的COM口進行連接) 引腳序號：2 3 5 信號定義：TXD RXD 地 (只要接2號、3號和5號口接可以了)。PNP三極管：左邊第一腳是b，中間是c，右邊是e這樣的話c接高電平，e接低電平，b接低電平三極管就會導通。b接高電平就會截止。還有些情況，中間是b左邊是e右邊是c。可用萬用表測一下就好了（得接的時候要在后面加個小電阻不然三極管會燒壞）各個部分電路與分析最小系統本次課程設計中選用AT89C52式單片機，其最小系統主要由電復位、振蕩電路組成。單片機的最小系統如圖所示。單片機的復位電路原理是在單片機的復位引腳RST上電阻和電容，實現上電復位。當復位電平持續兩個時鐘周期以上時復位有效。復位電路由按鍵復位和上電復位兩部分組成，上電復位是在復位引腳上連接一個電容到VCC，再連接一個電阻到GND；按鍵復位是在復位電容上并聯一個開關，當開關按下時電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復位。AT89C51單片機使用12MHZ的晶振最為振蕩源，由于單片機內部有振蕩電路，所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，電容一般在15pF至50pF之間。外部晶振結合單片機內部電路產生單片機所需的時鐘頻率。溫度采集電路溫度采集電路部分，采用數字溫度傳感器DS18B20進行溫度采集。DS18B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度傳感器，具有3個引腳；溫度側量范圍為55℃—+125℃，℃；被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出；CPU只需用一個端口線就可以與DS18B20通信。溫度采集電路如圖所示LED顯示報警電路LED數碼管與單片機的P0口相連，單片機將采集到的溫度值轉化為與數碼管對應的數據，通過P0口輸出顯示。即信號通過譯碼管的端口a、b、c、d、e、f、g 、dp 端來控制每段譯碼管的亮滅與否，同時通過端口4 四個端口來控制四個譯碼管。在本次設計中，用三極管驅動數碼管。同時當采集到的溫度值超過所設置的范圍時，單片機會輸出一信號，通過三極管放大后驅動蜂鳴器發出報警信號。LED數碼管報警電路如圖所示第四章系統軟件設計主程序流程圖主程序中對單片機做了初始化的設計，包含溫度的讀取、數碼管顯示、報警三個子系統，運行時由主程序先調用DS18B20讀取溫度的子函數進行溫度采集，再將數據送入數碼管顯示。同時判斷所采集的數據是否超出所設置的溫度范圍。如果超出，調用報警子系統；未超出，程序自動返回。主程序流程圖如圖所示DS18B20讀取溫度流程圖根據DS18B200的通訊協議，單片機控制DS18B20完成溫度轉換必須經過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位操作，復位成功后發送一條ROM指令，最后發送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作（復位要求主CPU將數據線下拉500微秒然后釋放，當DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功）。DS18B20讀取溫度時先讀取溫度低字節，在讀取溫度高字節。程序中命令0xCC：跳過讀序號列號的操作；命令0x44：啟動溫度轉換；命令0xBE：讀取溫度寄存器等，前兩個字節就是溫度。后面的寄存器省略不讀。DS18B20讀取溫度流程圖如圖所示報警程序流程圖程序中首先判斷所讀取的溫度是否超出所設定的下限，如果超出下限，報警器報警；如果沒超出下限，再跟上限值比較判斷是否超出上限。如果超出，則報警；若無，程序返回。報警程序流程圖如圖所示實物圖及測試結果經本人測試結果顯示，當我用手握住傳感器，溫度超過30176。C時候，蜂鳴器會發出警報；松開傳感器，在特殊處理情況下當溫度降低到0176。C以下的時候蜂鳴器也會發出警報。測試結果是正確的。總結程序在編譯過程中，出現了一些語法錯誤，經過細心修改得以糾正。但是，將程序下載到單片機之后發現數碼管上顯示的溫度十位數數值變化太大各位數基本不變由此可以判定此程序在溫度輸出時數值的十位和個位搞混了，經過重新編譯修改解決問題，本次試驗我最大的問題就是不知道如何焊接數碼管，通過查找資料和指導老師的支持才攻克了這一難題。經過四周時間的設計，我的設計完成了所有設計要求，系統能夠完成上、下限溫度發聲報警且顯示功能、數字顯示溫度計功能、輸入報警溫度出錯提示功能。此次溫度計設計，讓我學會了規范化程序的編寫、程序調試的各種方法以及解決調試過程中出現的一系列的問題。更重要的是讓我明白程序的優化是多么重要。要想編寫出一個系統的程序，就必須十分清楚硬件電路中所用芯片的工作原理以及使用它們的一些注意事項，比如這次設計中所用的DS18B20數字溫度傳感器，它的時序要求十分嚴格，由于它是采用單總線結構的輸入輸出方法，它的時序中所用到的延時必然很關鍵，時間過長了會使整個溫度計的反應時間變慢，延時時間過短會使傳感器不能正常工作參考文

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