项目5《温控报警制与调试》.docVIP

项目5《18B20温控报警器制作与调试》 5.1 项目描述和要求 5.1.1 项目描述 本项目基于AT89S51单片机的数字温度报警器系统。以数字温度传感器18B20作为核心元件，采用LED数码管作为显示，以蜂鸣器作为报警器，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，并可以根据需要任意上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89S51结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 5.1.2 项目要求 完成作品详细要求如下： 1．质量要求：温度采集、报警准确，数码管显示效果稳定清晰、无乱码。 2．安全要求：作品无短路故障，正确使用仪器仪表，凡通电测试必须经过老师同意才能执行，遇到特殊情况立即断电并报告老师。 3．文明要求：不要携带任何饮料进入实训室，统一穿好校服、佩戴好校卡，进入实训室不喧哗吵闹，书包统一放置讲台旁边。自觉遵守实训室规定进行项目作业。 4．环保要求：制作过程能重复利用的元器件要尽量重复使用，电路布局尽量紧凑不浪费板材，下课离开实训台请关闭实训台电源。 5.2 知识准备： 5.2.1 了解温控报警器 图5-1 图5-2 温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。 5.2.2 温控报警器电路分析 本项目设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，本项目采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。①18B20 图5-4 DS18B20封装形式和引脚功能 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0口，单片机接受温度并存储。此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单 DS18B20的性能特点如下： 1) 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； 2) 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； 3) 无须外部器件； 4) 可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V； 5) 零待机功耗； 6) 温度以3位数字显示； 7) 用户可定义报警设置； 8) 报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； 9) 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 DS18B20内部结构主要由四部分组成： 1) 64位光刻ROM。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。64闪速ROM的结构如下 图5－5 DS18B20内部结构 2) 非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。 3) 高速暂存存储Byte0 温度测量值LSB（50H） Byte1 温度测量值MSB（50H） E2PROM Byte2 TH高温寄存器 (----( TH高温寄存器 Byte3 TL低温寄存器 (----( TL 低温寄存器 Byte4 配位寄存器 (----( 配位寄存器 Byte5 预留（FFH） Byte6 预留（0CH） Byte7 预留（IOH） Byte8 循环冗余码校验（CRC） 2) 非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。 3) 高速暂存存储CRC的产生 64 b RO