基于温度传感器火灾报警装置设计

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1、基于温度传感器火灾报警装置设计　　摘要：基于单片机AT89C52与DS18B20温度传感器，设计出可以实时通过液晶显示器显示温度和时间，并且超过预定温度时进行报警的火灾报警装置。该装置大致分为液晶显示、温度检测及报警、时间调用和按键更改时间等四个模块，与传统火灾报警器相比，该火灾装置经济成本低、监控范围广、监控精度高、实时性强。关键词：单片机温度传感器DS18B20火灾报警中图分类号：TU892文献标识码：A文章编号：1007-3973（2013）006-121-021引言7随着科技发展，生产安全已经成为一个至关重要的问题。其中，火灾

2、又是生产安全中最大的难题。火灾发生时，温度的变化是非常明显的，所以温度检测是该系统的主要部分。可用于温度检测的元器件主要为热电阻，通过检测热电阻的阻值变化、公式换算可得到对应的温度值，此过程需要进行A/D转换。由于A/D转换存在精度和分辨率的问题，在检测热电阻阻值变化的误差上通过A/D转换后误差有可能会进一步增大。即使我们采用软件进行误差修复，但由于我们采用的微处理器为AT89C52，ROM只有8K，在存贮程序之后也没有足够的空间来存放误差修复中产生的大量数据表格。鉴于以上问题，我们采用了带封装的可编程器件DS18B20系列。DS18

3、B20采用单线接口，仅用一条线就可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，测温范围为-55℃～+125℃，固有测温分辨率为0.5℃，测量结果以9至12位数字量方式串行传送，不再需要A/D转换，不仅节约了I/O口，而且还简化了电路。我们已知的显示器件有7段数码管和液晶显示屏。为了可视化显示效果，我们选择了1602LCM芯片的液晶显示屏，能显示16x2个字符。相对于其他液晶芯片，1602LCM芯片的成本低、编程相对容易，而且还支持8个用户自定义字符，能够满足基本的输出要求。1602LCM芯片的液晶显示屏在显示温度后还有多余的空间可用于显示

4、日期和时间，所以我们设置了实时时钟电路DS1302来显示日期和时间。时间的记录可以通过内部定时器来实现，但是掉电之后数据丢失，每次重启设备后都需要对时间进行设置，及其不方便，所以我们选用了DS1302芯片，它的工作原理与定时器一样，但是它可以外接备份电源，在系统掉电之后由备份电源供电，继续计时，达到实时时钟的目的。另外，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等功能，即在第一次对它进行设定之后，以后只需要调用它内部存贮的数据就可准确地显示时间了，既达到了实时时钟的目的，又简化了编程。7选用的单片机AT89C52也是同类技

5、术中性价比比较高的产品，具有使用普遍、价格合理、程序实现较简单等特点。2单元电路设计与分析2.1温度检测模块由于DS18B20是单线操作，与串行接口一样，需要一定的协议才能正常工作，协议如下：初始化→ROM操作→存储器操作→执行/数据。（1）初始化。通过单线总线的所有执行（处理）都是从一个初始化序列开始的。初始化序列包括一个由总线控制器发出的复位脉冲和跟随其后由从机发出的存在脉冲。存在脉冲让总线控制器知道DS1820在总线上且已准备好操作。（2）ROM操作。一旦总线控制器探测到一个存在脉冲，它就可以发出5个ROM命令中的任一个。由于我

6、们的单线上只有一个DS18B20，所以只用到一条ROM指令：SkipROM[CCh]，这条命令允许总线控制器不用提供64位ROM编码就使用存储器操作命令，在单点总线情况下可以节省时间。如果总线上不止一个从机，在SkipROM命令之后跟着发一条读命令，由于多个从机同时传送信号，总线上就会发生数据冲突（漏极开路下拉效果相当于相与）。7（3）存储器操作。在于DS18B20建立起联系之后，就应该对DS18B20进行存储器操作，告诉DS18B20接下来应该做什么，共有6条指令（协议），而我们只用到了其中的两条，分别为：ConvertT[44h]

7、启动一次温度转换；ReadScratchpad[BEh]读取暂存器内容，即读取温度转换后的数值。（4）执行和数据显示。得到温度值后需要对数字量进行转换，而读取的数字量的低四位为小数部分，对得到的数字量乘以0.0625就得到了温度的模拟量。鉴于显示输出对小数操作不方便，则将值放大100倍得到一个整数，在输出显示时，先分别提取各权位上的数字，再加小数点来还原真实值。（5）温度传感器DS18B20功能块。DS18B20的核心功能就是可以直接转换成数字量。2.2实时时钟模块实时时钟采用的DS1302芯片与温度检测DS18B20芯片为同一家公司

8、制造，都是单总线数据传输，除了时序和协议上有所区分，其余操作大体相同，建立全局数组变量来存储读取的时间值，再选择性输出。2.3按键更改时间模块检测按键有两种方式：（1）查询；（2）中断。考虑到主程序要显示实时时钟，即1秒