单片机设计方案的智能温度报警器.docVIP

智能温度报警系统 温度报警系统温度报警系统温度报警系统温度检测精确到0.1度。并具有掉电保存功能，数据保存在单片机内部温度报警系统温度报警系统8K，对于本设计也绰绰有余，更可贵的是51单片机价格非常低廉。 因此，这种方案是一种较为理想的方案。 2.2 电源模块 由于本系统采用电池供电，我们考虑了如下几种方案为系统供电。 方案1： 采用12V蓄电池为系统供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。但是蓄电池的体积过于庞大，价格昂贵，在智能温度报警器上使用极为不方便。因此我们放弃了此方案。 方案2： 采用3节1.5 V 五号干电池串联共4.5V给单片机传感器供电，4.5V在单片机传感器工作电压内。经过实验验证，能够满足系统的要求。系统运行稳定，电池更换方便。 综上所述采用方案2 2.3 显示模块 方案1： 用数码管进行显示。数码管由于显示速度快，使用简单，显示效果简洁明了而得到了广泛应用。但是由于要显示温度。及设置菜单，用数码管无法显示如此丰富的内容，因此我们放弃了此方案。 方案 2： 用LCD液晶进行显示。LCD由于其显示清晰，显示内容丰富、清晰，显示信息量大，使用方便，显示快速而得到了广泛的应用。对于此系统我们选用1602液晶能够很好的满足显示要求，因此我们选择了此方案。 2.4 温度传感器 方案 1： 用铂电阻测温的非线性校正方法，采用桥式电路将热敏电阻的感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，再加上放大器将信号放大，并经A\D转换器，在通过显示电路，就可以将被测温度显示出来。 图1铂电阻桥式测温电路 方案 2： 考虑使用数字温度传感器，结合单片机电路设计，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。 图2 DS18B20测温系统框图 方案比较 方案一采用模拟温度传感器，数据处理麻烦，且容易产生信号失真. DS18B20可以直接温度转换为串行数字信号，供单片机进行处理，具有低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点。比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。在本系统的电路设计方框图如图2-3所示。 图3 温度计电路总体设计方案 DS18B20是Dallas公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点，特别适合用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号（按9位二进制数字）给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片，它具有三引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围－55～＋125℃，可编程为9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，业可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或者两根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。从而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于远距离多点温度检测系统。 图4 温度芯片DS18B20 3 硬件实现及单元电路设计 3.1 主控制模块 主控制最小系统电路如图5所示。 图 5 3.2 电源模块 采用3节1.5 V 五号干电池串联共4.5V给系统供电。实物图如图6。 图 6 3.4 显示模块 显示模块采用1602液晶显示接口电路如图7 图 7 3.5 单片机最小运行系统 （1）晶振 晶振为单片机提供时钟信号。单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容，中间再并个12MHZ的晶振，形成单片机的晶振电路。 图8 晶振电路 （2）复位电路 单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。 图9 复位电路 ALE引脚悬空，复位引脚接到复位电路、VCC接电源、VSS接地、EA接电源 3.6 温度传感器(DS18B20)电路 （1） DS18B20基本介绍 DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号处理器处理。 DS18B20进行精确的温度转换，I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量，由于每个DS18B20在温度转换期