六、结论 基于51单片机设计的温度报警系统，符合课设任务的要求。测温范 围：0℃--99℃；误差：≤±2℃报警下限温度：15℃；报警上限温度： 30℃。当温度低于15℃或高于32℃时报警器会报警同时数码管也会 显示当时温度。 此次课程设计所需要的元件在实验室都可以找到，同时价格也比较 合理。做出来的硬件实现功能比较理想，具有体积小、重量轻、抗干 扰能力强、精确度高等优点。同时也可以做进一步的扩展，可扩展为 多路温度采集系统。总体来说符合了性价比要求。 七、课程设设计体会 本次课程设计是一次综合性的应用，全方位考察了我们对所学硬件及 软件的理解与掌握。通过本学期对单片机课程和传感器课程的学习我 们不但对以前学过的知识点有了更深一步的掌握，同时还学到了更多 书本中所没有涉及到的东西。从开始做期末作品后就不断地去图书馆 借书查找相关资料、上网搜索信息、与同组同学讨论方案。在我们的 共同努力下，在本周成功的完成了硬件和软件的设计。
3.译码显示流程图
译码显示程序中，要先将初始标识清除。将温度的个位送至低位 数码管显示，清除标志再将温度值的高位送到高位数码管显示。之后 延时，清除标志返回继续显示下一数据。译码显示流程图如图8所示。
4.报警程序流程图
程序中首先判断所读取的温度是 否超出所设定的下限，如果超出下限 ，报警器报警；如果没超出下限，再 跟上限值比较判断是否超出上限。如 果超出，则报警；若无，程序返回。 报警程序流程图如图9所示。
一、概述 • • 本次设计可以应用到许多我们用过的软件设计，将 前面所学的知识融汇在一起实现温度监测及其报警的功能， 来提醒农民当前大棚内温度是否适合农作物的生长。 电子技术是在十九世纪末、二十世纪初开始发展起 来的新兴技术，在二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成 为近代科学技术发展的一个重要标志。 随着电子技术的飞速发展，电子技术在日常生活中 得到了广泛的应用，各类转换电路的不断推出以及电子产 品的快速更新，电子技术已成为世界发展和人们生活中必 不可少的工具。 本次课设应用51单片机设计一个温度检测报警系统， 用温度传感器DS18B20采集大棚内的温度，当大棚内的 温度高于30℃。或低于15℃。时，电路发出报警信号并显 示当前温度，达到提醒农民的效果。 本次课设要求设计一个温度监测报警显示电路，要 求温度范围：0℃--99℃；测量误差为±2℃；报警下限温 度为：15℃；报警上限温度为：32℃。
基于51单片机的数字温度报警器的设计
摘要 ........................................................... 一、概论 二、方案论证 三、电路设计 1.单片机最小系统的设计 2.温度采集电路的设计 3.LED显示报警电路的设计 四、程序流程 1.主程序流程图 2.DS18B20读取温度流程图 3.译码显示流程图。 4.报警程序流程图 五、电路性能的测试 1.硬件测试 六、结论 七、课程设设计体会及合理建议 参考文献 附录A 总电路图 附录B 温度报警器部分程序
单片机的最小系统 图
2.温度采集电路的设计
•
温度采集电路部分，采用数字温度传感器 DS18B20 进行温 度采集。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具 有3个引脚；温度侧量范围为-55℃—+125℃，测量精度为0.5℃；被 测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；CPU只需用一个端口 线就可以与DS18B20通信。温度采集电路如图4所示。
while(presence) { while(presence) { DQ=1;_nop_();_nop_(); DQ=0; delay(50); DQ=1; delay(6); presence=DQ; } delay(45); presence=~DQ; } DQ=1; } void write_byte(uchar val) { uchar i; for(i=8;i>0;i--) { DQ=1;_nop_();_nop_(); DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); DQ=val&0x01; delay(6); val=val>>1; } DQ=1; _nop_(); }
pcb图
1
附录Ⅲ：程序
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • #include<reg52.h> #include<intrins.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit DQ=P3^6; sbit beep=P3^0; void reset(); //DS18B20 复位函数 void write_byte(uchar val); //DS18B20写命令函数 uchar read_byte(void); //DS18B20读1字节函数 void read_temp(); //温度读取函数 void LED_display(); void alarm(); uchar tempH,tempL,num; uchar table[10]= {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //0~9 的LED字符编码 uchar setValue_low=15; uchar setValue_high=32; main() { while(1) { read_temp(); LED_display(); alarm(); } } void delay(uint t) { for(;t>0;t--); } void reset() //DS18B20的复位 { uchar presence=1;
附录：总电路图 和PCB图 总电路图
参考文献
[1].沙占友、李学芝著.中外数字万用表电路原理与维修技术.[M]北京： 人民邮电出版社，1993年.P157-P180。 [2].黄志伟主编.全国大学生电子设计竞赛电路设计.[M]北京：北京航 空航天大学出版社，2006年.P5-P21。 [3].戴伏生主编.基础电子电路设计与实践.[M]北京：国防工业出版社， 2002年.P65-68。 [4].谭博学主编.集成电路原理与应用.[M]北京：电子工业出版社， 2003年.P134-P140。 [5].张毅刚、刘杰主编.单片机原理与应用.[M]哈尔滨：哈尔滨工业大 学出版社，2010年.P55-P60。 [6].田立、田清、代方震主编.51单片机C语言程序设计快速入门.[M]北 京：人民邮电出版社，2007年.P123-P144。 [7].刘文涛主编.单片机语言C51典型应用设计.[M]北京：人民邮电出版 社，2005年.P211-P213。 [8].张学昭、王东云主编.单片机原理、接口技术及应用（含C51）.[M] 西安：西安电子科技大学出版社，2009年.P33-P45。 [9].高慧芳主编.单片机原理与应用技术.[M]北京：科学出版社，2010 年.P235-P258。
//DS18B20写一• 1.主程序流程图 • 主程序中对单片机做了初始化的设计，包含温度的读取、数码 管显示、报警三个子系统，运行时由主程序先调用DS18B20读取温度 的子函数进行温度采集，再将数据送入数码管显示。同时判断所采集 的数据是否超出所设置的温度范围。如果超出，调用报警子系统；未 超出，程序自动返回。主程序流程图如图6所示。
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二、设计方案
设计一个用于温室大棚温度监测系统。大棚农作物 生长时，其温度不能太低，也不能太高，太低或太高均不 适合农作物生长。该系统可实时测量、显示大棚的温度， 当大棚温度超过农作物生长的温度范围时，报警提醒农民。
三、电路设计
• 1.单片机最小系统的设计 • 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把 具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器 ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片 上构成的一个小而完善的计算机系统。本次课程设计中选用AT89C52 式单片机，其最小系统主要由电复位、振荡电路组成。单片机的最小 系统如图3所示。 • 单片机的复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上电阻和电 容，实现上电复位。当复位电平持续两个时钟周期以上时复位有效。 复位电路由按键复位和上电复位两部分组成，上电复位是在复位引脚 上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND；按键复位是在复 位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高 电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复 位。 • AT89C51单片机使用12MHZ的晶振最为振荡源，由于单片机 内部有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容 一般在15pF至50pF之间。外部晶振结合单片机内部电路产生单片机 所需的时钟频率。
摘要：
• 随着传感器在生产生活中更加广泛的应用，一种新 • 型的数字式温度传感器实现对温度的测试与控制得到了更 快的开发。本文设计了一种基于单片机AT89C52的温度检 测及报警系统。该系统将温度传感器DS18B20接到单片 机的一个端口上，单片机对温度传感器进行循环采集。将 采集到的温度值与设定的上下限进行比较，当超出设定范 围的上下限时，通过单片机控制的报警电路就会发出报警 信号，从而实现了本次课程设计的要求。该系统设计和布 线简单、结构紧凑、体积小、重量轻、抗干扰能力较强、 性价比高、扩展方便，在工农业等领域的温度检测中有广 阔的应用前景。本次课程设计的测量范围为0℃--99℃， 测量误差为±2℃。 • 关键字：温度传感器、单片机、报警、数码管显示
2.DS18B20读取温度流程图 • 根据DS18B200的通讯协议，单片机控制DS18B20完成温度转换必须 经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作，复位 成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对 DS18B20进行预定的操作（复位要求主CPU将数据线下拉500微秒然 后释放，当DS18B20收到信号后 等待16～60微秒左右，后发出 60～240微秒的存在低脉冲，主 CPU收到此信号表示复位成功）。 DS18B20读取温度时先读取温 度低字节，在读取温度高字节。程 序中命令0xCC：跳过读序号列号 的操作；命令0x44：启动温度转换； 命令0xBE：读取温度寄存器等，前 两个字节就是温度。后面的寄存器省 略不读。DS18B20读取温度流程图如 图7所示。