温度检测报警电路设计

摘要本文设计了一个温度检测报警器电路。采用单片机AT89C51和温度传感器DS18B20组成温度自动测控系统，可根据实际需要任意设定温度值，并进行报警和处理,通过LM016L显示温度。本文是从测温电路、主控电路、报警电路以及驱动电路等几个方面来设计的。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。另外，还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。此设计的优点主要体现在可操作性强，结构简单，拥有很大的扩展空间等。关键词：AT89C51；DS18B20；LM016L；报警电路目录第一章绪论.....................................................................................................11.1选题的背景.................................................................................................11.2选题的目的及意义...................................................................................11.3论文结构.....................................................................................................2第二章设计的整体方案............................................................................32.1设计的主要内容.......................................................................................32.2设计性能要求............................................................................................3第三章模块设计和器件的选择.............................................................43.1单片机的选择............................................................................................43.2温度采集模块设计...................................................................................83.3温度显示模块设计.................................................................................153.4直流电机驱动模块..................................................................................19第四章系统电路设计...............................................................................214.1主电路程序...............................................................................................214.2晶振复位电路..........................................................................................214.3温度采集电路..........................................................................................244.4按键电路...................................................................................................264.5驱动电路.....................................................................................................264.6报警电路...................................................................................................274.7电源电路...................................................................................................28第五章软件仿真.........................................................................................305.1软件介绍...................................................................................................305.2仿真过程...................................................................................................30第六章体会与展望.......................................................................................346.1设计总结...................................................................................................346.2设计前景...................................................................................................34附录A系统总图............................................................................................36附录B系统程序............................................................................................37参考文献.............................................................................................................53外文资料.............................................................................................................65致谢..................................................................................................................731第一章绪论1.1选题的背景随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等测控领域的应用中独占鳌头。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。温度是个非常常见的量，不仅与人民的生活息息相关，而且工业和农业生产也需要实时测量温度，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经应用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域。本次设计就是基于单片机为核心的温度报警器。1.2选题的目的及意义随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统已应用于诸多领域。无论是在工业方面、农业方面或者是平民大众的生活当中，我们都能看到温度报警器的身影。传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。其缺点如下：（1）硬件电路复杂；（2）软件调试复杂；（3）制作成本高。因此，利用新型温度传感器取代旧式的温度传感器是必然的趋势，新型的温度传感器的优势越来越得到体现，越来越普及。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域不可缺少的器件。本设计的温度报警器与传统的温度报警器相比，不仅具有读数方便，测温范围广，测温准确，控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度2提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。如果你还需附加的功能，只要通过扩展单片机的端口，在软件里面编写相应的程序即可。在本设计中，温度传感器使用DS18B20，显示部分用LM016L，能准确达到以上要求。1.3论文结构第一章介绍了此设计的背景和意义。第二章叙述了设计的整体思路，即如何将单片机，温度传感器和显示屏结合在一起以达到设计目标。第三章叙述了选择AT89C51单片机、DS18B20和显示设备等的原因。第四章叙述系统的电路及流程图。第五章通过仿真软件来模拟温度报警器。第六章客观评价本设计存在的优缺点，及作品的发展。3第二章设计的整体方案2.1设计的主要内容根据系统的设计要求，温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，然后通过LM016L显示，除此，还可以设置合适的温度区间，对所测温度进行监控。利用外接的键盘设置电路，对温度上下限进行设置。当温度过低时，黄灯报警，并驱动电炉工作，电驴加热程度与温度有关；当温度过高时，旋转灯报警，且驱动风扇工作，风扇的转速与温度有关，当高温部分超过30℃时，风扇全速转动，当高温部分小于30℃时，风扇加速转动。系统框图如下：图2-1系统框图2.2设计性能要求设计的主要功能和指标如下：（1）利用温度传感器（DS18B20）测量某一点温度并显示。（2）方便用户设定上下限温度，可调节的温度范围在0℃——99℃。（3）当达到报警温度后，能够进行报警，并且作出相应的处理。AT89C51温度传感器按键输入温度显示报警电路单声旋转灯报警低温驱动双声黄灯报警高温驱动驱动装置4第三章模块设计和器件的选择本设计选用DS18B20作为温度传感器，选用AT89C51单片机作为整个设计的核心处理器。通过处理来自温度传感器的温度信息后，将此信息传送给LCD016L，并驱动相应的外围设备，当