本科毕业设计-温度检测与超温报警系统 .doc

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1、温度检测与超温报警系统一概述4二方案设计与比较42.1控制芯片的选择42.2温度采集部分52.3键盘显示部分6三系统的硬件设计63.1系统框图如下63.2报警电路73.3按键显示电路73.4温度数据采集部分83.5电源部分：9四系统工作原理104.1DS18B20工作原理104.2液晶显示LCD1602工作原理104.3理论分析与计算11五系统软件设计114.1主程序流程图：114.2显示流程图144.3温度采集流程图15结束语16参考文献：16一概述在某些工业生产过程中，如恒温炉、仓库储藏、花卉种植、小型温室等领域都对温度有着严格的要求，需要对其加以检测和控制。传统的温度测量方法是将

2、温度传感器输出的模拟信号放大后送至远端A／D转换器，最后单片机对A／D转换后的数据进行分析处理。这种方法的缺点是模拟信号在传输的过程中存在损耗并且容易受到外界的干扰，导致测量的温度精度不高。本设计以STC89C52RC单片机为控制核心，利用美国Dallas公司最新推出的单总线数字温度传感器DSl8820测量温度，单片机处理后将温度显示在LCDl602上，还可通过按键设置温度上下限值实现温度超限报警等功能。二方案设计与比较2.1控制芯片的选择方案一：凌阳十六位单片机SPCE061A,该芯片内置在线仿真、编程接口，可以方便实现在线调试,但该芯片价格昂贵，用与该系统中就大材小用了。方案二：采

3、用AT89C52单片机，AT89C52单片机软件编程自由度大，可用编程实现各种控制算法和逻辑控制本系统选用的AT89C52芯片时钟可达12MHz．运算速度快，控制功能完善。其内部具有128字节RAM．而且内部古有4KB的ROM，不需要外扩展存储器．可使系统结构更为简单、实用比较这两种方案，综合考虑单片机的各部分资源，因此此次设计选用方案二。2.2温度采集部分方案一：采用热敏电阻，可满足测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差。方案二：采用温度传感器AD590采集温度变化信号，这需要A/D采样芯片，将其转换成数字信号，这个方案增加电路复杂性也增加了成本。方案三：温度检测电路采用智能温

4、度传感器DSl8B20，它能够将温度直接转换成数字信号．可以通过1根数据线与单片机进行通信，而且它不需要外部元件．在一55。C～5。c范围内可以精确到±O．0625。C．电路的最大转换时间为750ms．且可以不使用A／D转换器，减小转换误差，从而使系统的精度得以提高，同时简化硬件电路。综合上述，选择DSl8B20采集温度信号2.3键盘显示部分方案一：采用可编程控制器8279与数码管及地址译码器74LS138组成，可编程/显示器件8279实现对按键的扫描、消除抖动、提供LED的显示信号，并对LED显示控制。方案二：采用采用总线的方式在P1口接1602液晶，通过键盘输入来显示上限温度，以及

5、检测到的水温。方案二既能很好的控制键盘及显示，又为主单片机大大的减少了程序的复杂性，而且具有体积小，价格便宜的特点。我采用方案二。三系统的硬件设计系统由五部分组成：控制核心部分、温度数据采集部分、液晶显示部分、按键输入部分和报警提示部分。单片机启动温度采集电路完成温度的一次转换，然后读出转换后的数字量并转化成当前的温度呈现在显示模块中，并将当前的温度与通过按键输入温度上限进行比较，实现超温报警提示功能。3.1系统框图如下AT89S52电源LCD显示温度采集电路超温报警键盘3.2报警电路报警电路采用蜂鸣器作为发声装置，当温度高于设定的上限值或低于下限值，给蜂鸣器送周期为1s，占空比为50

6、％的方波，报警的时间可以持续1分钟或等待按键解除报警，这由软件控制实现。超温报警电路如下：3.3按键显示电路采用4X4的键盘，键盘的识别可以采用两种方法：行扫描法和行反转法。本文采用反转法并做成子程序出口参数为按键的键值。按键中可以任意输入数字键0-9，以及确认键，显示复位键等。该系统的显示用LCD1602液晶显示，LCD1602液晶显示模块，具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，它可以显示两行，每行16个字符，采用单+5V电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比。液晶显示电路如下：3.4温度数据采集部分温度传感器是整个控制系统获取被控对象特征的重要部件，它的

7、特性直接影响系统的精度，数字式温度传感器DSl8820是最新的“一线器件”．它具有体积小、适用电压宽、经济，实用、线性度很好，精度较高、且其本身已经进行了校正，使用时不需再进行调整等特点，本系统采用DSl8820作为温度传感器，采集的数据直接送到单片机中．现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性．适合于恶劣环境的现场温度测量．图IDSl8820的使用接线图3.5电源部分：交流电压经桥式电路整流滤波输出，直接进入稳流电路