溫度測(cè)量與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目： 溫度測(cè)量與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 專(zhuān) 業(yè) 年 級(jí)： 所在學(xué)院和系： 完 成 日 期： 課 程 名 稱(chēng)： 機(jī)電一體系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄1緒論11.1 背 景11.1 設(shè)計(jì)要求11.3 設(shè)計(jì)任務(wù)12系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)22.1 設(shè)計(jì)思想22.2 方案論證22.2.1 電源模塊22.2.2 溫度檢測(cè)模塊32.2.3 控制模塊32.2.4 顯示模塊32.2.5 報(bào)警模塊42.2.6 按鍵模塊42.3 芯片選擇42.3.1電源模塊42.3.2 溫度檢測(cè)模塊42.3.3 控制模塊52.3.4 顯示模塊53系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)63.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)63.2 傳感檢測(cè)電

2、路63.3 顯示模塊73.4 報(bào)警模塊83.5 按鍵模塊83.6 總 電 路83.6.1 繪圖軟件簡(jiǎn)介83.6.2 電路原理圖93.6.3 電路PCB圖104系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)124.1 程序設(shè)計(jì)思路124.2 主程序流程圖124.3 獲取溫度程序流程圖134.4 報(bào)警程序流程圖144.5 顯示程序流程圖154.6 數(shù)據(jù)處理程序流程圖154.7 編程軟件簡(jiǎn)介165總結(jié)17參考文獻(xiàn)18附錄A 19附錄B20附錄C211緒論1.1 背 景溫度溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要的被控參數(shù)之一，與之相關(guān)的各種溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于冶金、化工、機(jī)械、食品等領(lǐng)域。溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的過(guò)程控制,有些工藝過(guò)程對(duì)其溫

3、度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量；同時(shí)，溫度超過(guò)了系統(tǒng)工作正常范圍將直接影響系統(tǒng)的壽命，甚至損壞系統(tǒng)；甚至可以說(shuō)任何一個(gè)系統(tǒng)都必須工作在一定的溫度范圍內(nèi)，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)的飛速發(fā)展離不開(kāi)溫度參量在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，可以說(shuō)幾乎80%的工業(yè)部門(mén)都不得不考慮著溫度的因素。在工業(yè)生產(chǎn)中人們都需要對(duì)各類(lèi)加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制 ,常用的控制電路根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和所要求的性能指標(biāo)有所不同 , 在工業(yè)企業(yè)中,如何提高溫度控制對(duì)象的運(yùn)行性能一直以來(lái)都是控制人員和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員努力解

4、決的問(wèn)題。這類(lèi)控制對(duì)象慣性大,滯后現(xiàn)象嚴(yán)重,存在很多不確定的因素,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。1.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求：實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量與控制。 測(cè)溫范圍：01000C； 測(cè)量精度：0.10C； 設(shè)有上、下限報(bào)警溫度； 數(shù)碼顯示；1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：硬件設(shè)計(jì)（元器件選擇、電路原理圖與電路板圖繪制等）、軟件設(shè)計(jì)。2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)思想本設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)要求是測(cè)量溫度、報(bào)警及顯示，根據(jù)設(shè)計(jì)要求要測(cè)量溫度就需要有溫度傳感器以及相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路；報(bào)警信號(hào)可以通過(guò)視覺(jué)信號(hào)也可以是聲音或二者兼?zhèn)鋪?lái)告知用戶(hù)；顯示可以通過(guò)數(shù)碼管、LED點(diǎn)陣、

5、LCD等；人機(jī)交互即極限溫度設(shè)置可以用按鈕或鍵盤(pán)來(lái)輸入；有了這些之后，各部分的功能得以實(shí)現(xiàn)，但是要是他們有序地完成任務(wù)還需要一個(gè)控制器來(lái)協(xié)調(diào)和控制各部分的工作；系統(tǒng)要工作需要為系統(tǒng)供電，于是需要有電源部分。根據(jù)上述的設(shè)計(jì)思路繪制系統(tǒng)框圖如下圖1。圖1 系統(tǒng)框圖2.2 方案論證2.2.1 電源模塊方案一：直接利用電池來(lái)提供一個(gè)合適的電壓。由于干電池供電電壓會(huì)因負(fù)載的不同以及會(huì)隨著使用的過(guò)程而電壓發(fā)生變化，這會(huì)影響到系統(tǒng)的正常工作。方案二：采用AC-DC的方式為系統(tǒng)供電，該方式是將交流電變?yōu)樗璧闹绷麟妷?，它需要有相?yīng)的變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等，該方案電路復(fù)雜，費(fèi)用較高、對(duì)于這樣一個(gè)

6、小系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì)。方案三、采用DC-DC的方式，該方式是將直流電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的電壓，采用該方案可以用干電池作為也可以用開(kāi)關(guān)電源適配器來(lái)作為DC輸入，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的電源電路，提高系統(tǒng)的便攜性能、降低成本。根據(jù)上述的對(duì)三種方案的分析比較后，該系統(tǒng)采用方案三比較合理。2.2.2 溫度檢測(cè)模塊方案一、采用普通的溫度傳感器，該方案需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的信號(hào)放大電路、濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電等。方案二、采用DS18B20智能溫度傳感器，該傳感器內(nèi)置相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路，直接輸出數(shù)字量，而且才1Wire的方式與控制器進(jìn)行信號(hào)交流，簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)，同時(shí)其轉(zhuǎn)換精度也很高，價(jià)格實(shí)惠，性?xún)r(jià)比高，應(yīng)用非常廣。由于DS18B20

7、溫度傳感器的優(yōu)異性能，且足夠滿足該系統(tǒng)的要求，故采用方案二。2.2.3 控制模塊方案一：采用MCS-51系列單片機(jī)。傳統(tǒng)的51 單片機(jī)具有價(jià)格低廉,使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但其運(yùn)算速度低，功能單一，RAM、ROM空間小等缺點(diǎn)。 方案二：采用AT 89C52單片機(jī)單片機(jī)作為控制模塊。具有豐富的資源：RAM，ROM空間大、超強(qiáng)抗干擾、超低功耗、可送 STC-ISP 下載編程器、指令周期短、低電壓、易于編寫(xiě)和調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。這些特點(diǎn)極大地提高了開(kāi)發(fā)效率。鑒于AT89C52單片機(jī)價(jià)格便宜，功能齊全等特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)為控制器。2.2.4 顯示模塊方案一：采用數(shù)碼管顯示LED顯示器工作方式有兩種：

8、靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字形碼。動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。根據(jù)系統(tǒng)要求該系統(tǒng)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)顯示方式，采用數(shù)碼管顯示。 方案二：采用1602液晶顯示，1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。數(shù)碼管消耗電力比液晶多一點(diǎn)，但是數(shù)碼管顯示更加清晰，更加適合在白天等強(qiáng)光條件下顯示。液晶極其省電，但是使用有溫度范圍限制，且因是反光式的，在外界光

9、線很明亮的情況下很容易看不清楚。用數(shù)碼管完全可以滿足該系統(tǒng)的要求，故采用方案一。2.2.5 報(bào)警模塊方案一、采用用LED來(lái)顯示報(bào)警信號(hào)，根據(jù)顏色的不同可以很清楚地知道是低于最低極限溫度還是高于最高極限溫度的情況，但是它需要人在現(xiàn)場(chǎng)。方案二、采用蜂鳴器報(bào)警，它的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)事人不必在現(xiàn)場(chǎng)，可以不受空間物體的阻礙作用而將報(bào)警信號(hào)傳遞給用戶(hù)，但是至于是上述兩種中的哪種情況不能很清楚的知道。根據(jù)兩種方案的比較發(fā)現(xiàn)，二者具有互補(bǔ)的作用，所以選擇方案一和方案二來(lái)共同實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。2.2.6 按鍵模塊方案一、用鍵盤(pán)作為人機(jī)交互的接口。方案二、用獨(dú)立按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。根據(jù)系統(tǒng)的要求可知，只需三個(gè)鍵即可滿足要求，

10、故從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，選擇方案二比較合理。2.3 芯片選擇2.3.1電源模塊系統(tǒng)要求輸入5V的直流電壓，于是選擇5V的三端直流穩(wěn)壓器L7805CV芯片，7805是X78XX系列中的一種，它能固定地輸出4.75-5.25V的電壓，能夠保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。2.3.2 溫度檢測(cè)模塊溫度傳感器選擇DALLAS公司生產(chǎn)DS18B20數(shù)字溫度計(jì)，它具有線路簡(jiǎn)單，體積小，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制

11、領(lǐng)域。2.3.3 控制模塊控制器選用ATMEL公司生產(chǎn)的8位單片機(jī)AT89C52，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。2.3.4 顯示模塊系統(tǒng)采用兩個(gè)4位的數(shù)碼管顯示，如果直接與單片機(jī)相連，既占引腳又驅(qū)動(dòng)能力不夠，故選用74LS138譯碼器來(lái)進(jìn)行位選以減少引腳占用數(shù)量，采用74HC573鎖存器來(lái)提高驅(qū)動(dòng)能力。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

12、單片機(jī)最小系統(tǒng)通常有時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，時(shí)鐘電路的晶振選擇12MHz的頻率，復(fù)位電路選用手動(dòng)復(fù)位電路，因選用單片機(jī)內(nèi)部的ROM存儲(chǔ)器，所以EA引腳接高電平。其電路如圖2所示。圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.2 傳感檢測(cè)電路DS18B20溫度傳感器只有三個(gè)引腳，其中GND接地，DQ數(shù)據(jù)輸入輸出引腳經(jīng)電阻上拉后接單片機(jī)P3.7引腳，VDD接外部電源。其電路如下圖3所示。P3.7AT89C52VCCDS18B20GND DQ VDD5.1KK圖3 傳感器電路圖3.3 顯示模塊顯示部分用兩個(gè)4位的數(shù)碼管顯示，位選是通過(guò)74LS138譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，譯碼器的輸入端A、B、C接單片機(jī)P2.2、P2.3、P2.4三

13、個(gè)端口，其數(shù)據(jù)輸出引腳接數(shù)碼管的位選引腳，因譯碼器輸出的是低電平有效，故選用的數(shù)碼管是共陰極的，段選通過(guò)74HC573鎖存器來(lái)驅(qū)動(dòng)，鎖存器經(jīng)上拉電阻后與單片機(jī)的P0口相連，鎖存器的輸出端接數(shù)碼管的段選引腳，但是不能直接相接，必須串聯(lián)上限流電阻，流入數(shù)碼管的電流可以是20mA左右，其壓降在2點(diǎn)幾伏，接上100的電阻即可。其電路如下圖4所示。圖4 顯示電路圖3.4 報(bào)警模塊報(bào)警電路有蜂鳴器電路和LED發(fā)光二極管電路兩個(gè)不部分，蜂鳴器采用三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)，為了限制其流過(guò)電路，給它串上一個(gè)100的電阻，發(fā)光二極管直接接單片機(jī)的，同樣需串上一個(gè)100的限流電阻來(lái)保護(hù)二極管。其電路如下圖5所示。 圖5 報(bào)警電

14、路圖3.5 按鍵模塊按鈕的一端接地，當(dāng)按下時(shí)，單片機(jī)相應(yīng)的引腳被拉低，于是可以通過(guò)程序查詢(xún)的方式來(lái)判斷是否有哪一個(gè)按鍵按下，實(shí)現(xiàn)其功能，其電路簡(jiǎn)單，不單獨(dú)畫(huà)出。3.6 總 電 路3.6.1 繪圖軟件簡(jiǎn)介Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真

15、軟件），從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。3.6.2 電路原理圖圖6 系統(tǒng)電路原理圖3.6.3 電路PCB圖在用Proteus繪制電路板時(shí)，采用的是自動(dòng)布局和手動(dòng)調(diào)整，布線采用的是手動(dòng)布線，手動(dòng)布線時(shí)應(yīng)注意電路布布線的規(guī)則，具體內(nèi)容如下。1.電源線和地線的布線規(guī)則如下。· 在電源、地線之間加上去耦電容。· 盡量加寬電源線、地線寬度，最好是地線比電源線寬。· 數(shù)字電路的pcb可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路，即構(gòu)成一個(gè)地

16、網(wǎng)來(lái)使用，模擬電路的地不能這樣使用。· 用大面積銅層作地線，在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線用，或是做成多層板，電源和地線各占用一層。2.PCB要合理分區(qū)，單片機(jī)系統(tǒng)通?？煞秩齾^(qū)，即模擬電路區(qū)(怕干擾)，數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)，功率驅(qū)動(dòng)區(qū)(干擾源)。3.時(shí)鐘振蕩電路、特殊高速邏輯電路部分用地線圈起來(lái)。讓周?chē)妶?chǎng)趨近于零。4.IO驅(qū)動(dòng)器件、功率放大器件盡量靠近印制板的邊，靠近引出接插件。5.使用45°的折線布線，不要使用90°折線，以減小高頻信號(hào)的發(fā)射。6.單面板、雙面板，電源線、地線要盡量粗。信號(hào)線的過(guò)孔要盡量少。7.關(guān)鍵的線盡量短并要盡

17、量粗，并在兩邊加上保護(hù)地。將敏感信號(hào)和噪聲場(chǎng)帶信號(hào)通過(guò)一條扁帶電纜引出的話，要用地線-信號(hào)-地線方式引出。8.石英振蕩器下面、噪聲敏感器件下面要加大地的面積而不應(yīng)該走其它信號(hào)線。9.任何信號(hào)線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小。圖7 系統(tǒng)PCB圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)主要是測(cè)量溫度、設(shè)定極限溫度值及其顯示和報(bào)警，于是設(shè)計(jì)思路為：首先是系統(tǒng)初始化，然后從傳感器中讀數(shù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理結(jié)果存儲(chǔ)，如有用戶(hù)設(shè)定極限溫度值則將其存儲(chǔ)覆蓋之前的極限溫度值，將處理的結(jié)果與設(shè)定值比較并決定是否報(bào)警，將數(shù)據(jù)輸出給用戶(hù)。其設(shè)計(jì)思路框圖如圖8所示。溫 度 獲 取數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)溫度值判斷顯

18、示報(bào)警從傳感器讀溫度值用戶(hù)設(shè)定極限溫度值圖8 程序設(shè)計(jì)思路框圖4.2 主程序流程圖主程序主要完成單片機(jī)定時(shí)器的初始化，調(diào)用溫度獲取程序，溫度顯示存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)刷新，溫度報(bào)警判斷、溫度顯示的功能，主程序采用了一個(gè)死循環(huán)，程序運(yùn)行的過(guò)程中，不斷地執(zhí)行主程序，從而實(shí)現(xiàn)顯示不斷更新。流程圖如圖9所示。圖9 主程序流程圖4.3 獲取溫度程序流程圖該程序主要完成從DS18B20傳感器獲取溫度值和人機(jī)交互的功能即對(duì)極限溫度進(jìn)行設(shè)置，此程序是該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的主要功能塊，它同時(shí)會(huì)調(diào)用溫度傳感器的底層驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)將溫度傳感器中的數(shù)據(jù)讀入到單片機(jī)中，問(wèn)數(shù)據(jù)處理程序提供原始數(shù)據(jù)。流程圖如圖10所示。圖10 獲取溫度

19、程序流程圖4.4 報(bào)警程序流程圖報(bào)警程序的控制對(duì)象主要是蜂鳴器和紅綠燈，根據(jù)主程序傳給的實(shí)參，可以判斷是超過(guò)上限溫度還是低于下限溫度，進(jìn)而執(zhí)行不同的操作，告訴用戶(hù)報(bào)警狀態(tài)。超過(guò)最高極限溫度則蜂鳴器響和紅燈亮；低于最小極限溫度則蜂鳴器響，同時(shí)綠燈亮。流程圖如圖11所示。圖11 報(bào)警程序流程圖4.5 顯示程序流程圖顯示程序是用來(lái)顯示當(dāng)前溫度值和極限溫度值的，共有八位要顯示，采用的是動(dòng)態(tài)掃描方式，從左到右逐位顯示，采用一個(gè)循環(huán)8次的程序，一次將顯存數(shù)組變量中的數(shù)據(jù)輸出給對(duì)應(yīng)位，這樣就可以顯示所要顯示的內(nèi)容，程序流程圖如圖12所示。圖12 顯示程序流程圖4.6 數(shù)據(jù)處理程序流程圖從DS18B20獲取的

20、溫度值必須進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)換才能得到真正的溫度數(shù)值，DS18B20 的溫度操作是使用16 位，也就是說(shuō)分辨率是0.0625，將讀取到的兩字節(jié)溫度值乘以0.0625即為實(shí)際溫度值，直接相乘后得到的值將會(huì)約去小數(shù)部分，但是該系統(tǒng)要求獲取0.1的精確度，這樣是不合理的，為此，可以用0.625去乘，這得到的溫度值擴(kuò)大了十倍，保留了個(gè)分位上的數(shù)值，然后在顯示的時(shí)候在相應(yīng)位上將點(diǎn)點(diǎn)亮即可。圖13 數(shù)據(jù)處理程序流程圖4.7 編程軟件簡(jiǎn)介KeilSoftware公司推出的uVision3是一款可用于多種8051MCU的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，該IDE同時(shí)也是PK51及其它開(kāi)發(fā)套件的一個(gè)重要組件。除增加了源代碼、功

21、能導(dǎo)航器、模板編輯以及改進(jìn)的搜索功能外，uVision3還提供了一個(gè)配置向?qū)Чδ?，加速了啟?dòng)代碼和配置文件的生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標(biāo)MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號(hào)等。uVision3提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于MCUI/O引腳和外設(shè)狀態(tài)變化下的程序變量。uVision3提供對(duì)多種最新的8051類(lèi)微處理器的支持，包括AnalogDevices的ADuC83x和ADuC84x，以及Infineon的XC866等。系統(tǒng)程序代碼請(qǐng)見(jiàn)附錄C.5總結(jié)參考文獻(xiàn)1喻宗泉，喻晗，李建民.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,20062黃智瑋.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽電路設(shè)計(jì)M.

22、北京:北京航空航天大學(xué)出版社,20063段玉生.電工電子技術(shù)與EDA基礎(chǔ)M.北京:清華大學(xué)出版社,20044胡向東,劉京誠(chéng).傳感器與檢測(cè)技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20105徐國(guó)華.電子技能實(shí)訓(xùn)M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,20076周靈彬,任開(kāi)杰,張靖武.基于Proteus的電路與PCB設(shè)計(jì)M.北京:電子工業(yè)出版社,20107周潤(rùn)景,張麗娜,劉印群.PROTEUS入門(mén)實(shí)用教程M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，20078黃智偉.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽常用電路模塊制作M.北京:北京航空航天大學(xué)出版 社,20069李華，MCU-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 19931

23、0 張勝全.D18B20數(shù)字溫度計(jì)在微機(jī)溫度采集系統(tǒng)中的序編制M. 南京：南京大學(xué)出版 社,199811 馬田華等.可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B2的原理與應(yīng)用J.電子質(zhì)量2004,712 于永學(xué).1-Wire總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20及應(yīng)用J.電子產(chǎn)品世界，2003,1213 周晗曉，袁慧梅.單片機(jī)系統(tǒng)的印制板設(shè)計(jì)與抗干擾技術(shù)J.電子工藝技術(shù)，2004,6附錄A 材料清單器件名稱(chēng)單片機(jī)溫度傳感器晶體諧振器12M瓷片電容數(shù)目111 2型號(hào)AT89C52DS18B20HC-49US HC-49U22P器件名稱(chēng)電解電容電解電容鉭電容按鈕開(kāi)關(guān)數(shù)目1114型號(hào)100U/50V1

24、0U/50V0.1u/35vTS0611 -6*6*4.3器件名稱(chēng)碳膜電阻碳膜電阻碳膜電阻蜂鳴器數(shù)目19111型號(hào)100R/0.5W1K/0.5W10K/0.5WHUT-1203器件名稱(chēng)三極管LEDLED共陰極數(shù)碼管數(shù)目1112型號(hào)2N3904REDGREEN0.36寸/四位器件名稱(chēng)接線端子接線端子三端穩(wěn)壓38譯碼器數(shù)目1111型號(hào)HB9500-2P KF508 3位L7805CV74LS138器件名稱(chēng)鎖存器數(shù)目1型號(hào)74HC573附錄B 單片機(jī)引腳分配表P3.7接DS18B20的DQ引腳P1.0-P1.1接紅綠燈P1.5接蜂鳴器P2.5-P2.7接按鍵P0接74HC573D0-D7

25、P2.3-P2.4接74LS138譯碼器A、B、C端附錄C 程序代碼頭文件18B20.h如下typedef unsigned int uint;typedef unsigned char uchar;extern bit horl; /報(bào)警溫度最小最大極限值標(biāo)志，默認(rèn)最小值extern bit zhf_flag; /正負(fù)標(biāo)志extern uint temperature;/存溫度的變量extern void delay(uchar idata us);/ 短延時(shí)程序extern void fwei(void);/ 復(fù)位程序extern void writebyte(uchar idata wr

26、b);/ 單字節(jié)寫(xiě)程序extern uchar readbyte (void) ;/ 單字節(jié)讀程序extern void read_bytes(uchar idata num);/ 多字節(jié)讀程序extern void get_temp(void);/ 提取溫度值程序extern void ds18b20_temp(void);/DS18B20主控程序extern void shx(void);/ 溫度0.5s值刷新一次程序主功能程序代碼如下：#include<reg52.h>#include"18b20.h" /* 定義顯示字段碼表*/ Unsigned cha

27、r code Disp_Tab= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /* 定義引腳程序*/sbit A138=P22;/138譯碼器引腳sbit B138=P23;sbit C138=P24;sbit fmq=P15;/蜂鳴器引腳sbit redled=P10; /紅綠燈引腳sbit greenled=P11;/* 定義變量程序*/uchar display_num8; / 數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)bit h,l;/定義報(bào)警標(biāo)志uint htemp=60,ltemp=10;/上下限報(bào)警溫度 /* 初始化程序*/void sys_s

28、tart() TMOD=0X01; TH0 = 0xD8; /10ms初值 TL0 = 0xF0;IE = 0x82;TR0 = 1;/* 延時(shí)1ms程序*/void delay1ms(uint j)uint i;for(j;j>0;j-)for(i=120;i>0;i-);/* 報(bào)警程序*/void alarm1(void)if(h) redled=0;fmq=1; if(l)greenled=0;fmq=1; delay1ms(10);fmq=0;redled=1;greenled=1;void main()uchar i; sys_start();/初始化while(1)fm

29、q=0;shx(); if(zhf_flag) /負(fù)溫度值超出范圍輸出-display_num0=0x40;/百位display_num1=0x40;/十位display_num2=0x40;/個(gè)位display_num3=0x40; /小數(shù)位else/存正溫度值display_num0=Disp_Tabtemperature%10000/1000;/百位display_num1=Disp_Tabtemperature%1000/100;/十位display_num2=Disp_Tabtemperature%100/10;/個(gè)位display_num3=Disp_Tabtemperature%

30、10; /小數(shù)位if(horl=1)display_num4=0x78; /顯示上限溫度值display_num5=Disp_Tabhtemp%1000/100;/百位display_num6=Disp_Tabhtemp%100/10; /十位display_num7=Disp_Tabhtemp%10; /個(gè)位else /顯示下限溫度值display_num4=0x71;display_num5=Disp_Tabltemp%1000/100;/百位display_num6=Disp_Tabltemp%100/10; /十位display_num7=Disp_Tabltemp%10; /個(gè)位/當(dāng)

31、前溫度與極限溫度比較并標(biāo)識(shí)if(temperature>=(htemp*10)h=1;elseh=0;if(temperature<=(ltemp*10)l=1;elsel=0;if(l=1|h=1) alarm1();/* 顯示程序* for(i=0;i<8;i+) P0=display_numi;/段點(diǎn)亮if(i=2) P0=P0|0x80;switch(i) /位掃描case 0:A138=0;B138=0;C138=0;break;case 1:A138=1;B138=0;C138=0;break;case 2:A138=0;B138=1;C138=0;break;c

32、ase 3:A138=1;B138=1;C138=0;break;case 4:A138=0;B138=0;C138=1;break;case 5:A138=1;B138=0;C138=1;break;case 6:A138=0;B138=1;C138=1;break;case 7:A138=1;B138=1;C138=1;break;delay1ms(2);DS18B20溫度獲取程序代碼：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define nop() _nop_() /定義空指令typedef unsigned int uint;t

33、ypedef unsigned char uchar;extern uint htemp,ltemp;/報(bào)警溫度極限值外部變量說(shuō)明 /* 函數(shù)頭說(shuō)明*/void delay(uchar idata us);/ 短延時(shí)程序void fwei(void);/復(fù)位程序void writebyte(uchar idata wrb);/ 單字節(jié)寫(xiě)程序uchar readbyte (void) ;/ 單字節(jié)讀程序void read_bytes(uchar idata num);/ 多字節(jié)讀程序void get_temp(void);/ 提取溫度值程序void ds18b20_temp(void);/DS1

34、8B20主控程序void shx(void);/ 溫度0.5s值刷新一次程序/* 變量定義*/uchar idata dq_read_bytes9;/讀取的ds18b20的ram的數(shù)據(jù)uchar tim;uint temperature=0;/存溫度的變量bit horl=0;/報(bào)警溫度最小最大極限值標(biāo)志，默認(rèn)最小值/* 位變量定義*/sbit dq=P37;/定義DS18B20的數(shù)據(jù)I/O引腳bit ask;/定義應(yīng)答信號(hào)變量bit zhf_flag; /正負(fù)標(biāo)志sbit fun_chse=P27;/進(jìn)行最大或最小溫度功能的切換sbit atdel=P26;/溫度減sbit atadd=P25;/溫度加/* 短延時(shí)程序*/void delay(uchar idata us)while(us-);/* 復(fù)位程序*/void fwei(void)dq=1;nop();dq=0;delay(85);/延時(shí)513usnop();dq=1;delay(20);/延時(shí)123usnop();nop();nop();if(dq=0) /應(yīng)答判斷ask=1;elseask=0;delay(20);nop();nop();dq=1; /* 單字節(jié)寫(xiě)程序*/void writebyte(uchar idata wrb)uchar