温室温度检测及报警器设计与功能实现.docVIP

温室温度检测及报警器设计与功能实现 　　摘要：该文通过对系统的硬件部分和软件部分设计并开发能检测温度信号，并能产生报警信号的系统，达到温度检测及报警的要求。硬件部分实现了对控制模块的设计，软件部分通过汇编语言实现了主程序和子程序。通过实验证明，该设计实现了对温度的检测和报警功能。 　　关键词：温度检测；报警器；汇编语言 　　中图分类号：TP313文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)12-2906-02 　　1解决问题的方法与思路 　　1.1硬件部分 　　实验采用：温度传感器DS18B20用于检测温度值，可编程并行接口芯片8255一片，七段LED显示器，发光二极管一只，蜂鸣器一个。 　　1.2软件部分 　　①首先要对8255进行初始化设计，设置8255的工作方式并确定8255的端口地址；②将温度界限值在LED上显示出来；③启动DS18B20，发出温度检测命令，将温度值在LED上显示出来；④把测得的温度值和界限值相比较，若大于界限值，则进行声光报警。 　　2硬件设计 　　2.1可编程并行接口芯片8255A 　　利用8255A将界限值和温度值通过LED显示出来，同时8255A的PC0与DS18B20相连，向其发出温度检测命令及接受温度数据，PC5和蜂鸣器及发光二极管相连，用于声光报警。 　　2.2 DS18B20温度传感器 　　利用温度传感器检测温度，并转换为数字量和设定的界限值比较。 　　DS18B20可编程温度传感器有三个管脚。GND为接地线，DQ为数据输入输出接口，通过一个较弱的上拉电阻与CPU相连。VDD为电源接口，既可由数据线提供电源，又可由外部提供电源，范围3.0—5.5V。本系统中使用外部电源供电。 　　其主要特点为：①用户可以自行设定报警上下限温度值；②不需要外部组件，能测量-55—+125°C范围内的温度；③在-10—+ 85°C范围内的测温准确度为±0.5°C；④通过编程可以实现9—12位的数字读数方式，可在至多750MS内将温度转换成12位数字，测温分辨率可达到0.0625°C；⑤独特的单总线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条线既可实现和微处理器的双向通讯。 　　2.3蜂鸣器 　　在本实验中，蜂鸣器用作声音报警。蜂鸣器是将电能转化成声能，并将声能辐射到空气中去的一种电声转换器件。它一般包括??敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性、失真、音质听感评价等。 　　2.4发光二级管 　　发光管用于对超过界限的温度值进行发光报警。发光管，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现。 　　2.5七段LED显示器 　　利用LED显示器显示预设的温度界限值以及测定的温度值。七段LED显示器可以控制在哪几个数位上，哪几个发光二极管亮，从而显示数字。其工作原理：如果发光二极管共阳极，则输入为0时亮，为1时不亮，反之如果发光共阴极，则输入1时亮，0时不亮。发光二极管时一种外加电压超过额定电压时发生击穿，并因此能产生可发光的器件，数码显示器通常由多个发光二极管来组成七段或八段笔画显示器，当段组合发光时，便会显示某一个数码管或字符。 　　 2.6硬件总逻辑说明 　　本设计主要使用了DS18B20，8255，七段LED显示器以及发光二极管和蜂鸣器。其中DS18B20用来进行温度的采集，8255是用来接受DS18B20采集的温度，并完成输出的工作，七段LED显示器是将8255输出的数据进行显示，发光二极管和蜂鸣器是对越界温度值产生报警信号。 　　8255的PA口和PB口分别作为七段LED显示器的段选和位选，可以把界限值和温度值通过LED显示。8255的PC口的PC0和DS18B20相连，PC5和发光二极管和蜂鸣器相连，控制系统进行声光报警。 　　3控制程序设计 　　 3.1控制程序设计思路说明 　　由于DS18B20采用串行数据传送和单总线数据传输方式，其数据输入输出都由同一条线完成。因此，对读写的操作时序要求严格。为了保证DS18B20有严格的读写时序，需要做较精确的延时。在操作中用到的延时有15us，90us，270us，540us等，可以在程序设计时用延时子程序来读写延时操作。 　　首先对8255初始化，将8255的C口清零，防止刚开始就报警，A口用于LED的段选，B口用于LED的位选。启动DS18B20开始温度检测，发出温度转换命令，通过8255的PC0按位传输到DS18B20，再把测量的温度值按位暂存在寄存