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温度报警器.rar

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    编号:20181030002155133    类型:共享资源    大小:1.27MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-30
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    温度 报警器
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    科技学院 2011 届本科毕业论文温度报警器学科专业: 电子信息科学与技术 指导教师: 王锦荣 学生姓名: 龙元江 学生学号: 072004110437 中国﹒贵州﹒贵阳2011 年 5 月贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页目录摘 要 ...........................................................................................................................3Abstract.........................................................................................................................4第一章 引言 ...............................................................................................................5第二章 主要元器件介绍及电路设计软件介绍 .......................................................42.1 AT89S52 单片机主要特性及引脚功能介绍 ...................................................42.2 DS18B20 温度传感器特性及引脚功能介绍 ...................................................92.3 DS18B20 内部结构 .........................................................................................112.4 DS18B20 的测温原理 .....................................................................................13第三章 硬件电路设计 .............................................................................................143.1 设计思路 ........................................................................................................143.2 单元电路设计 ................................................................................................153.2.1 单片机最小系统 .............................................................................................153.2.2 温度传感器电路 .............................................................................................153.2.3 报警及显示电路 .............................................................................................16第四章 系统软件设计 .............................................................................................174.1 软件设计思路 ................................................................................................174.3 部分子程序流程图 ........................................................................................174.3.1 读出温度子程序流程图 .................................................................................174.3.2 报警子程序流程图 .........................................................................................18第五章 系统调试与分析 .........................................................................................195.2 软件调试 ........................................................................................................195.3 系统调试 ........................................................................................................195.4 测试结果 ........................................................................................................205.5 总结与体会 ....................................................................................................20参考文献 .................................................................................................................21附录 A 元件清单 .......................................................................................................22附录 B 电路连接图 ....................................................................................................23贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页附录 C 源程序代码 ....................................................................................................24附录 D 实物图 ...........................................................................................................33致谢 .............................................................................................................................34贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页摘 要在工业生产过程中,人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行测量和控制。因为单片机具有低功耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点,因此采用单片机对温度控制不仅控制方便,简单和灵活,而且还可以提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量。本文设计了一种基于单片机的温度报警器。控制器采用单片机 AT89S52,数字式检测部分采用 DS18B20 数字温度传感器,LED 数码管作为显示器,综合运用了微机原理、自动控制原理、模拟电子技术、数字控制技术等诸多方面的知识。设计过程中,首先进行硬件的设计,其次进行软件设计,最后仿真和综合测试,最终使得系统实现了温度的采集、显示和报警设计。关键词:AT89S52;温度传感器;温度报警器; 贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页AbstractIn industrial production process, People need to detect and control all kinds of heating furnace, heat treatment furnace, reactors and boiler temperature. MCU has the advantages of the low power consumption, good reliability, easy to product and so on thus MCS control of temperature is not only convenient, simple and agile, but also can improve the technical indexes accused of temperature, which can greatly improve the quality of the products. This paper designs a temperature alarm based on single-chip microcomputer controller adopts single-chip AT89S51, digital testing part USES digital temperature sensor DS18B20, monitor uses LED digital. The design comprehensively use as a microcomputer principle, automatic control theory, analog electronic technology, digital control technology, and the keyboard display technology of many aspects. In the process design, hardware was the first and then the software, the simulation and integrated debugging was the last, at the end of the design, temperature of the acquisition, display and alarm design were finished.Keywords:AT89S52; Temperature sensor; Temperature Alarm贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页第一章 引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制,传统的测温元件有热电偶、热敏电阻还有一些输出模拟信号的温度传感器,而这些测温元件所测出的一般都是电压或电流,再将其转换成对应的温度,所以需要比较多的外部硬件支持。如果需要进行数字显示,就还需要进行 A/D 转换,才能和主控制器进行通信,其硬件电路复杂、而且软件调试繁琐、制作成本高。故在本设计中将采用另外一种方案,即使用 DS18B20 数字温度传感器作为测温元件。该数字温度传感器即是美 DALLAS 半导体公司继 DS18B20 后推出的一种改进型智能温度传感器。本温度报警器设计主要采用上述的改进型智能温度传感DS18B20作为检测元件,并设置了超限报警功能,如果测得的温度超过了预设温度值,蜂鸣器将会发出报警信号,同时数码管正常显示温度值,按下复位键系统停止报警,系统将再次检测测得的温度值,若在预设范围内数码管正常显示测得的温度值,否则产生报警信号。而且传感器DS18B20是采用3线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,主控制器通过软件处理接收到的数据,从而使得整个系统具有低成本、易使用和稳定性高等特点。在通信以及其他相关领域有着不可忽视的美好前景!本系统主要以单片机AT89S52和数字温度传感器DS18B20为核心部件,精确度高、测量准确、方便携带、便于用在工农业等温度控制领域。其电源部分采用了比较普通的三节5号干电池,便于提供比较稳定的电源。通过具体设计及实际测试,充分证明了该系统设计方案的可行性和有效性,各项性能指标均达到了预期的要求。传感器技术与单片机技术有机结合的综合体将会是现代通信的一个必然的趋势!贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页第二章 主要元器件介绍及电路设计软件介绍2.1 AT89S52 单片机主要特性及引脚功能介绍主要性能;与MCS-51 单片机产品兼容;8K字节在系统可编程 Flash存储器;1000次擦写周期;全静态操作:0Hz~33Hz;三级加密程序存储器;32个可编程I/O 口线;三个16 位定时器/ 计数器;八个中断源;全双工UART串行通道;低功耗空闲和掉电模式;掉电后中断可唤醒;看门狗定时器;双数据指针;掉电标识符;功能特性描述:AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash,256字节RAM , 32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S51 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。引脚功能介绍AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器,具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造,与工业 80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程,亦适于 常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程Flash,使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能: 8k 字节 Flash,256 字节 RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个 16 位 定时器/ 计数器,一个 6向量 2 级中断结构,全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。另外,AT89S51 可降至 0Hz 静态逻 辑操作,支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下, CPU 停止工作,允许 RAM、定时器/ 计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下,RAM 内容被保存,振荡器被冻结, 单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。 P0 口:P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口,每位能驱动 8 个 TTL 逻 辑电平。对 P0 端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时,P0 口也被作为低 8 位地址/ 数据复用。在这种模式下,P0 不具有内部上拉电阻。 在 flash 编程时,P0 口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验 时,需要外部上拉电阻。 贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。 此外,P1.0 和 P1.1 分别作定时器 /计数器 2 的外部计数输入(P1.0/T2)和定时器/ 计数器 2 的触发输入( P1.1/T2EX)。 在 flash 编程和校验时,P1 口接收低 8 位地址字节。 引脚号第二功能: P1.0 T2(定时器 /计数器 T2 的外部计数输入),时钟输出 ;P1.1 T2EX(定时器/计数器 T2 的捕捉/ 重载触发信号和方向控制) ;P1.5 MOSI(在系统编程用) ;P1.6 MISO(在系统编程用) ;P1.7 SCK(在系统编程用) ;P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动 AT89S51 引脚图 PLCC 封装4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器(例如执行 MOVX @DPTR) 时,P2 口送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送 1。在使用 8 位地址(如 MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2 口输出 P2 锁存器的内容。 在 flash 编程和校验时,P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,p3 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。 P3 口亦作为 AT89S51 特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。 在 flash 编程和校验时,P3 口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能: P3.0 RXD(串行输入口 ) ;P3.1 TXD(串行输出口 ) ;P3.2 INTO(外中断 0) ;P3.3 INT1(外中断 1) ;P3.4 TO(定时/ 计数器 0) ;P3.5 T1(定时 /计数器 1) ;P3.6 WR(外部数据存储器写选通) ;P3.7 RD(外部数据存储器读选通) ;此外,P3 口还接收一些用于 FLASH 闪存编程和程序校验的控制信号。 RST:复位输入。当振荡器工作时,RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。 ALE/PROG :当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。一般情况下,ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。对 FLASH 存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的 8EH 单元的 D0 位置位,可禁止 ALE 操作。该位置位后,只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置 ALE 禁止位无效。 PSEN:程序储存允许( PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89S52 由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次 PSEN 有效,即输出两个脉冲,在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次 PSEN 信号。
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