溫度檢測(cè)報(bào)警器(使用熱敏電阻)

1、 單片機(jī)與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目溫度檢測(cè)報(bào)警器（使用熱敏電阻）班級(jí)：10電信本姓名：廖姝蘭學(xué)號(hào)：1008020382013年1月3日TOC o 1-5 h z一、設(shè)計(jì)要求3二、設(shè)計(jì)方案31、方案與論證32、系統(tǒng)原理圖3三、硬件設(shè)計(jì)41、單片機(jī)52、溫度采集電路63、A/D轉(zhuǎn)換電路74、溫度顯示電路8四、軟件設(shè)計(jì)91、軟件分析92、軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)93、主程序流程圖10五、系統(tǒng)測(cè)試與分析101、模塊的功能調(diào)試102、電腦仿真10.3、軟件與硬件結(jié)合調(diào)試10六、設(shè)計(jì)總結(jié)11附錄1：總原理圖11附錄2：C51程序12附錄3：元件清單14參考文獻(xiàn)15一、設(shè)計(jì)要求基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)報(bào)警，可

2、以實(shí)時(shí)采集周圍的溫度信息進(jìn)行顯示，并且可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同設(shè)定不同的報(bào)警上下限。本文介紹的溫度報(bào)警器以STC89S52單片機(jī)為控制核心，再配合熱敏電阻PT100溫度檢測(cè)電路、AD0801轉(zhuǎn)換器、單刀雙擲繼電器、報(bào)警電路、復(fù)位電路、晶振電路以及2個(gè)LED數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)用LED顯示，同時(shí)在超過預(yù)設(shè)范圍時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。本文分析了溫度傳感器的工作原理，系統(tǒng)硬件電路以及軟件部分的設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)方案1、方案與論證方案一：通過PT100熱敏電阻對(duì)溫度進(jìn)行采，隨著溫度的變化，PT100的阻值也會(huì)隨著變化，則通過自制的橋式測(cè)溫電路的分壓也會(huì)發(fā)生變化，由于變化的分壓不是很

3、大，所以采取UA741放大器將變化的電壓進(jìn)行放大，放大到AD0801模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠處理的范圍之內(nèi)。經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的溫度信號(hào)傳入到STC89S52單片機(jī)，再由單片機(jī)控制繼電器、蜂鳴器和數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)溫度控制、報(bào)警、顯示的功能。當(dāng)溫度在18度至70度之間時(shí)，系統(tǒng)正確顯示溫度，當(dāng)溫度超出這個(gè)范圍時(shí)系統(tǒng)在顯示溫度的同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲。方案二：主電路由NTC測(cè)溫電阻，可調(diào)溫度電位器，低頻振蕩器和音頻振蕩器四部分組成，工作原理如下：由電位器設(shè)定好溫度值，當(dāng)溫度升高時(shí)，測(cè)溫電阻NTC的電阻值降低，達(dá)到CD4011輸入高電平閥值，導(dǎo)致低頻振蕩器工作,調(diào)制音頻振蕩器，通過三極管放大，由報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警聲。方案三：電路由

4、時(shí)基電路、電位器、電阻和熱敏電阻RT組成溫度檢測(cè)觸發(fā)電路。RT是一種負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，阻值隨溫度的升高而逐漸減小。音響集成電路能產(chǎn)生4種模擬聲，即警車聲、消防車聲、救護(hù)車聲和機(jī)槍聲。具體工作過程如下：溫度未達(dá)到預(yù)定值時(shí)，無音頻信號(hào)輸出，揚(yáng)聲器無聲。當(dāng)溫度升高到預(yù)定值時(shí)，發(fā)出響亮的警車聲、消防車聲、救護(hù)車聲和機(jī)槍聲。通過對(duì)以上三種方案的各個(gè)方面的比較如適用前景和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益分析來看,選擇第一種方案比較合理。2、系統(tǒng)原理圖見圖2-1所示：圖2-1溫度報(bào)警器系統(tǒng)三、硬件設(shè)計(jì)1、單片機(jī)STC89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROMFalshProgrammableandEr

5、asableReadOnlyMemory)的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。管腳說明：VCC：供電電壓。GND:接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原

6、碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址

7、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INTO（外部中斷0）

8、P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4TO（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)

9、ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加

10、12V編程電源（VPP）。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。由于溫度報(bào)警器的核心就是單片機(jī)，單片機(jī)的選擇將直接關(guān)系到控制系統(tǒng)的工作是否有效和協(xié)調(diào)。本設(shè)計(jì)采用MCS-51系列的STC89S52單片機(jī)，因?yàn)镾TC89S52單片機(jī)應(yīng)用廣泛，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高。8051包含了8位CPU，片內(nèi)振蕩器，8K字節(jié)R0M,256字節(jié)RAM，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等。AT89S52的管腳分配如圖3-1：PDIP2、溫度采集電路2、1PT100溫度傳感器1402S333B43753B63573483393210311130122&132B1

11、427152BC89S5217瞬曲1&222021fTBJPlQ匚(12EX)P11匚Pl左匚P1.3匚P1.4匚MOSIJF15C(MISO)P1.6L(&CKJP1?匚RSTL(RXDJP3.0E(TXD)P3.1匚而幣)R9總匚(INTIJP3.3匚(TO)丹4匚#includevintrins.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitwr=P3人6;sbitrd=P3A7;sbitFM=P3A0；uchardataled4;unsignedcharcodetab=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0

12、 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/*1ms延時(shí)函數(shù)*/delay(intt)inti,j;for(i=0;ivt;i+)for(j=0;jv50;j+)voidstart()wr=1;wr=0;wr=1;/#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J,LED數(shù)碼管(顯示)功能子函數(shù)/#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*#J*

13、#J*#J*#J*#J*#J*/voiddisplay(uinttvdata)uintk,temp;P2=0 x00;k=tvdata%10;temp=tabk;P2=temp;delay(1);P1=0 x00;k=tvdata/10;temp=tabk;P1=temp;delay(1);voidmain()uchark,wendu;uintadvalue;while(1)start();k=k;k=k;rd=0;advalue=P0;rd=l;k=k;k=k;advalue=advalue*(1.94);switch(advalue)case448:wendu=18;break;case4

14、49:wendu=19;break;case450:wendu=20;break;case451:wendu=21;break;case452:wendu=22;break;case453:wendu=23;break;case454:wendu=24;break;case455:wendu=25;break;case456:wendu=26;break;case457:wendu=27;break;case458:wendu=28;break;case459:wendu=29;break;case460:wendu=30;break;case461:wendu=31;break;case46

15、2:wendu=32;break;case463:wendu=33;break;case464:wendu=34;break;case465:wendu=35;break;case466:wendu=36;break;case467:wendu=37;break;case468:wendu=38;break;case469:wendu=39;break;case470:wendu=40;break;case471:wendu=41;break;case472:wendu=42;break;case473:wendu=43;break;case474:wendu=44;break;case475

16、:wendu=45;break;case476:wendu=46;break;case477:wendu=47;break;case478:wendu=48;break;case479:wendu=49;break;case480:wendu=50;break;case481:wendu=51;break;case482:wendu=52;break;case483:wendu=53;break;case484:wendu=54;break;case485:wendu=55;break;case486:wendu=56;break;case487:wendu=57;break;case488:

17、wendu=58;break;case489:wendu=59;break;case490:wendu=60;break;case491:wendu=61;break;case492:wendu=62;break;case493:wendu=63;break;case494:wendu=64;break;case495:wendu=65;break;case496:wendu=66;break;case497:wendu=67;break;case498:wendu=68;break;case499:wendu=69;break;case500:wendu=70;break;display(a

18、dvalue);if(wenduvl8)FM=0;if(wendu70)FM=0;delay(1);附錄3：元件清單123456789101112131415161718192021稱阻阻阻阻阻姒眈容容容般膽弊頤嘲名電電電電排滑熱電電電三二模單LE型號(hào)數(shù)量阻刀振蜂鳴器10k100lk3.9k10k100歐PT10010uf30pf150pfPNPADC0801STC89S5212MHZ32421111212111214111122UA7411參考文獻(xiàn)謝維成楊加國(guó)單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)(第2版)清華大學(xué)出版社，2009吳金戎.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2005胡斌圖表細(xì)說電子元器件M.北京：電子工業(yè)出版社，2005王福瑞單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全M.北京：電子工業(yè)出版社，2006姜志海單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2005黃正祥，鄧懷雄，郭延文，周書基于MCS-51單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，6：20-21李伙友基于MCS-51的溫度控制器的設(shè)計(jì)J.龍巖學(xué)院學(xué)報(bào)，2006,24(6)：16-18關(guān)平，劉紅，林強(qiáng)