基于51單片機溫度報警器的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 。或由于 ( VCC 加入并超過復位門限電壓 ) 引起系統正常復位。 11 圖 復位電路圖 報警與控制電路設計 在微型計算機控制系統中，為了安全生產，對于一些重要的參數或系統部位，都設有緊急狀態報警系統，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計算機采集的數據或記過計算機進行數據處理、數字濾波，標度變換之后，與該參數上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示和控制。 同樣室內的溫度低高設定的溫度范圍內時當 輸出高電平“ 1”時，晶體管導通，壓電蜂鳴器兩端獲得約 +5V 電壓而鳴叫，出報警聲音；單片機的 電平，此時紅色指示燈亮起并接通風降溫設備，直到低于設定的最低溫度時， 輸出低電平時，三極管截止，蜂鳴器停止發聲， 出高電平片機的 為 1，此時綠色指示燈滅并停止加溫設備；外的警電路與控制電路如圖 所示 12 圖 報警與控制電路與單片機的連接 LED 顯示電路設計 LED 數碼管是一種半導體發光器件，其基本單元是發光二極管 ， 通過對其不同的管腳輸入相對的電流 ， 會使其發亮 ， 從而顯示出數字 。 可以顯示 ： 時間 、 日期 、 溫度等可以用數字代替的參數 。 數碼管按段數分為七段數碼管和 八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發光二極管單元（多一個小數點顯示）；按能顯示多少個 “8”可分為 1 位、 2 位、 4位等等數碼管；按發光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽 極 數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數碼管。共陽 極 數碼管在應用時應將公共極 COM 接到 +5V，當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。 13 動態驅動是將所有數碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個 數碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，通過 由各自獨立的 I/O 線控制，當單片機 的 P0口 輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對 位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的 COM 端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。 在本設計中采用了三位七段數碼管，用動態驅動來顯示溫度的值，如圖 所示。 14 圖 顯示電路圖 溫 度檢測電路設計 本次設計所采用的溫度傳感器為 Dallas半導體公司的數字化溫度傳感器DS18B20，它是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。 “ 一線器件 ” 體積更小、適用電壓更寬、更經濟。全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內 。 DS18B20 可以程序設定 9－ 12位的分辨率，精度為 177。℃ 。可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設定，及用戶設定的報警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。 DS18B20 與 AT89S52 單片機接口電路的設計 DSl8B20 數字溫度計提供 9 位 (二進制 )溫度讀數 ， 指示器件的溫度信息經過單線接口送入 DSl8B20 或從 DSl8B20 送出，因此從主機 CPU 到 DSl8B20 僅需一條線， 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以 16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2字節。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以 ℃／ LSB 形式表示。 當符號位 S＝ 0 時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S＝ 1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成 原碼，再計算十進制數值。表 2是一部分溫度值對應的二進制溫度數據 [6]。 15 圖 DS18B20 與 AT89S52 單片機的連接 DS18B20 支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55176。 C+125176。 C，在10+85176。 C范圍內 ,精度為177。 176。 C。現場溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性。適合于惡劣環境的現場溫度測量，如：環境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產品等。 產品的特點 （ 1）只要求一個端口即可實現通信。 （ 2）在 DS18B20 中的每個器件上都有獨一無二的序列號。 （ 3）實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。 （ 4）測量溫度范圍在 55176。 C +125176。 C之間。 （ 5）數字溫度計的分辨率用戶可以從 9位到 12 位選擇。 （ 6）內部有溫度上、下限設置 。 的引腳介紹 TO－ 92 封裝的 DS18B20 引腳功能描述見表 1。 16 表 1 DS18B20 詳細引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數據輸入 /輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。 因為一線通信接口，必須在先完成 ROM 設定，否則記憶和控制功能將無法使用。主要首先 DS18B20 提供以下功能命令之一：讀 ROM， ROM 匹配，搜索 ROM，跳過 ROM，報警檢查。若指令成功地使 DS18B20 完成溫度測量，數據存儲在 DS18B20 的存儲器。一個控制功能指揮指示 DS18B20 的演出測溫。測量結果將被放置在 DS18B20 內存中，并可以讓閱讀發出記憶功能的指揮，閱讀內容的片上存儲器。溫度報警觸發器 TH和 TL 都有一字節 EEPROM 的數據。如果 DS18B20 不使用報警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置字節以理想的解決溫度數字轉換。寫 TH,TL 指令以及配置字節利用一個記憶功能的指令完成。所有的數據的讀、寫都是從最低位開始。 按鍵 電路設計 鍵盤共有三個鍵，判斷 K3~K5 鍵是否按下，可采用軟件查詢和中斷的方法，當某個鍵按下時，低電平有效。 3個鍵 K3~K5 的功能定義如表所示。 K3~K5 鍵的定義 按鍵 鍵名 功能 K3 功能轉換鍵 此鍵按下，顯示溫度設定值，按鍵松開，顯示當前溫度 K4 加 1鍵 設定溫度值加 1 17 K5 減 1鍵 設置溫度值減 1 圖 按鍵電路 第四章 軟件設計 主程序方案 首先要根據系統的總體功能和鍵盤設置選擇一種最合適的監控程序結構，然后根據實時性的要求，合理地安排監控軟件和各執行模塊之間地調度關 系。 本部分詳細介紹了基于 AT89S52單片機的多路溫度采集控制系統的軟件設計。根據系統功能，可以將系統設計分為若干個子程序進行設計，如溫度采集子程序，數據處理子程序、顯示子程序、執行子程序。采用 Kiel uVision3集成編譯環境和匯編語言來進行系統軟件的設計。本章從設計思路、軟件系統框圖出發，先介紹整體的思路后，再逐一分析各模塊程序算法的實現，最 18 終編寫出滿足任務需求的程序。 并對溫度進行實時顯示。采用 C語言編寫代碼 , 鑒于篇幅限制及 DS18B20 的應用已經規范和成熟 , 本文僅就主程序流程圖和顯示子程 序流程圖及其代碼進行說明。通過定時器 T0 , 在此不再贅述。 主程序流程圖 主程序通過調用溫度采集子程序完成溫度數據采集 , 然后調用溫度轉換子程序轉換讀取溫度數據 ,調用顯示子程序進行溫度顯示和判斷溫度數據。 主程序（見附錄 2）調用四個子程序，分別是溫度采集程序、數碼管顯示程序、溫度處理程序和數據存儲程序。 溫度采集程序：對溫度芯片送過來的數據進行處理，進行判斷和顯示。 數碼管顯示程序：向數碼的顯示送數，控制系統的顯示部分。 溫度處理程序：對采集到的溫度和設置的上、下限進行比較，做出判斷，向 繼電器輸出。 數據存儲程序：對鍵盤的設置的數據進行存儲。 19 圖 系統流程圖 顯示當前溫度 判斷當前溫度值 超過設定 溫度上限 紅燈亮 設定溫度上、下限 是 否 低于設定 溫度下限 是 紅燈亮 否 20 各個模塊子程序設計 溫度采集程序 溫度采集子程序流程圖如下： 圖 溫度采集子程序流程圖 程序代碼如下： void dsreset(void) //DS18b20 復位， 初始化函數 { uint i。 ds=0。 i=103。 //延時最短 480us 21 while(i0) i。 ds=1。 //等待 1660us，收到低電平一個約 60240us 則復位成功 i=4。 while(i0) i。 } bit tempreadbit(void) //讀 1 位數據函數 { uint i。 bit dat。 ds=0。i++。 ds=1。i++。i++。 //i++起到延時作用 dat=ds。 i=8。 while(i0)i