課程設(shè)計(jì) 溫度報(bào)警器設(shè)計(jì)

東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)課程題目院系年3月日溫度報(bào)警器東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程題目專業(yè)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)溫度報(bào)警器設(shè)計(jì)測控技術(shù)與儀器姓名學(xué)號一、任務(wù)以AT89S52單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的實(shí)時監(jiān)測，并能在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)用LED顯示，同時在超過預(yù)設(shè)范圍時產(chǎn)生報(bào)警信號。二、設(shè)計(jì)要求[1]報(bào)警器的溫度用LED顯示，同時在超過預(yù)設(shè)范圍時產(chǎn)生報(bào)警信號。[2]通過對AT89C51單片機(jī)的編程，實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警。[3]寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)報(bào)告。[4]給出全部電路和源程序。三、參考資料[1].圖書館目錄[M].1957.15-18.[2]劉潤華,劉立山.[J].:石油大學(xué)出版社,2003.[3]彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[J].:,1997.完成期限2012.3.19至2012.3.30指導(dǎo)教師專業(yè)負(fù)責(zé)人2012年3月16日1溫度報(bào)警器第1章緒論.............................................................................................3第2章總體方案論證與設(shè)計(jì)第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)第5章系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析結(jié)論參考文獻(xiàn)附錄1程序附錄2仿真效果圖2溫度報(bào)警器第1章緒論溫度是一個十分重要的物理量，對它的測量與控制有十分重要的意義。隨控制溫度。溫度報(bào)警器廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中：環(huán)境溫度檢測，機(jī)房溫度監(jiān)測及報(bào)警，蔬菜大棚、花窖、魚塘水溫監(jiān)測，工廠用的烘箱、電爐，汽車研究具有一定的學(xué)術(shù)價值和廣泛的市場前景。1.1溫度報(bào)警器概述現(xiàn)代社會是信息化的社會，隨著安全化程度的日益提高，機(jī)房作為現(xiàn)代化癱瘓，造成巨大的損失和社會影響。靜電產(chǎn)生高溫或火災(zāi)；雷電等強(qiáng)電侵入導(dǎo)致高溫或火災(zāi)；最主要是機(jī)房內(nèi)電腦、空調(diào)等用電設(shè)備長時間通電工作，導(dǎo)致設(shè)備老化，空調(diào)發(fā)生故障，而不能降溫；因此機(jī)房內(nèi)所屬的電子產(chǎn)品發(fā)熱快，在短時間內(nèi)機(jī)房溫度升高超出設(shè)備正常溫度，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓或產(chǎn)生火災(zāi)，這時超溫報(bào)警系統(tǒng)就發(fā)揮應(yīng)有的功能。本文介紹的是采用熱敏電阻作為敏感元件的溫度報(bào)警器，當(dāng)由金屬探頭所電路不報(bào)警時為綠燈,反則報(bào)警時為紅綠交替。1.2溫度報(bào)警器技術(shù)狀況現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集(即傳感器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計(jì)算機(jī)技術(shù))。傳感器屬于信息技術(shù)的前沿尖端產(chǎn)品，尤其是溫之首。因此傳感器在此溫度報(bào)警器的制作中起了重要的作用。(1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)量之間轉(zhuǎn)換。(2)模擬集成溫度傳感器/控制器。3溫度報(bào)警器(3)由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。1.3溫度報(bào)警器發(fā)展前景目前我國人民生活水平有所提高，一些電器產(chǎn)品正深入到千家萬戶，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國目前有約13億人口，幾乎每個家庭都用過象熱得快之類的燒水工具。接時，可以發(fā)出不同的報(bào)警聲。本產(chǎn)品克服了現(xiàn)在流行的報(bào)警器的缺點(diǎn)，成本低，具有更大的實(shí)用性、新穎性。主要創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用前景如下：高靈敏度，高穩(wěn)定性，報(bào)警及時。本系統(tǒng)能具有高靈敏度和高穩(wěn)定性，得益于系統(tǒng)有很好的傳感器。但是它品中，該產(chǎn)品會有更廣闊的發(fā)展前景。1.4本設(shè)計(jì)任務(wù)本文介紹的溫度報(bào)警器以AT89S52單片機(jī)為控制核心，再配合熱敏電阻PT100溫度檢測電路、AD0801轉(zhuǎn)換器、單刀單擲繼電器、報(bào)警電路、復(fù)位電路以及2個LED數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的實(shí)時監(jiān)測，并能在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)用LED顯示，同時在超過預(yù)設(shè)范圍時產(chǎn)生報(bào)警信號。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)。4溫度報(bào)警器第2章總體方案論證與設(shè)計(jì)本文介紹的溫度報(bào)警器以AT89S52單片機(jī)為控制核心，再配合熱敏電阻PT100溫度檢測電路、AD0801轉(zhuǎn)換器、單刀單擲繼電器、報(bào)警電路、復(fù)位電路以及2個LED數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的實(shí)時監(jiān)測,并能在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)用LEDC語言實(shí)現(xiàn)，方便移植且開發(fā)簡單。本溫度報(bào)警器功能實(shí)用、成本低廉、操作方便、有一定的實(shí)用價值。2.1方案論述方案一：通過PT100熱敏電阻對溫度進(jìn)行采，隨著溫度的變化，PT100的的分壓不是很大，所以采取UA741CN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)換后的溫度信號傳入到AT89S52警、顯示的功能。當(dāng)溫度在18度至70度之間時，系統(tǒng)正確顯示溫度，當(dāng)溫度超出這個范圍時系統(tǒng)在顯示溫度的同時發(fā)出警報(bào)聲。NTC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，測溫電阻NTCCD4011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：電路由時基電路、電位器、電阻和熱敏電阻RT組成溫度檢測觸發(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，無音頻信號輸出，揚(yáng)聲器無聲。當(dāng)溫度升高到預(yù)定值時，發(fā)出響亮的警車聲、消防車聲、救護(hù)車聲和機(jī)槍聲。通過對以上三種方案的各個方面的比較.如適用前景和市場經(jīng)濟(jì)效益分析來看,選擇第一種方案比較合理。5溫度報(bào)警器2.2總體硬件組成框圖系統(tǒng)原理圖見圖2-1所示：AT89S52LED顯示AD0801蜂鳴器繼電器圖673.2.2測溫電路（2）：時鐘脈沖輸入端，上升有效。8溫度報(bào)警器（3）—DB7是輸入信號。（4）：內(nèi)部時鐘發(fā)生器外接電阻端，與CLKIN端配合可由芯片自身產(chǎn)生時鐘脈沖，其頻率為1/1.1RC。（5）CS：片選信號輸入端，低電平有效，一旦CS有效，表明A/D轉(zhuǎn)換器被選中，可啟動。（6）WR：寫信號輸入，接受微機(jī)系統(tǒng)或其它數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的啟動輸入端，低電平有效，、WR同時為低電平時，啟動轉(zhuǎn)換。（7）：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號，低電平有效，輸出低電平表示本次轉(zhuǎn)換已完成。該信號常作為向微機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的中斷請求信號。（8）：為外部時鐘輸入端，時鐘頻率高，A/D轉(zhuǎn)換速度快。允許范圍為10-1280KHZA/D轉(zhuǎn)換時間為10usMCS—51單片機(jī)ALEMCS單片機(jī)與讀寫外，RAM操作時，ALE信號固定為CPU時鐘頻率的1/6，若單片外接的晶振為6MHZ，則1/6為，A/D轉(zhuǎn)換時間為64us。3.3.2A/D轉(zhuǎn)換電路工作原理ADC0801的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端—DB7與8051的P0.0-P0.7相連。RD與AT89S52RD也是跟AT89S52WR相連。CSVIN+平有效）ADC0801的兩模擬信號輸入端，用以接受單極性、雙極性和差摸輸入信號，與WR同時為低電平A/D轉(zhuǎn)換器被啟動切在WR上升沿后100模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時，INTR自動變?yōu)榈碗娖?，表示本次轉(zhuǎn)換已結(jié)束。如CS、RD同時來低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器三態(tài)門打開，數(shù)字信號送出，而在RD高電平到來后三態(tài)門處于高阻狀態(tài)。A/D轉(zhuǎn)換電路如圖3-3所示。9圖圖溫度報(bào)警器第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件是該LED顯示屏控制系統(tǒng)的重要組成部分，在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中我們統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。4.1軟件設(shè)計(jì)思路軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)包括啟動A/D轉(zhuǎn)換、讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果、溫度顯示等，其中啟動A/D轉(zhuǎn)換、讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果、溫度顯示、溫度控制等工作都在主程序中完成。4.2主程序設(shè)計(jì)89C51LED顯示屏上字樣的移位、顯示、數(shù)據(jù)的讀取等功能。其主程序流程如圖4-1所示。NY圖11溫度報(bào)警器第5章系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析5.1使用的儀器儀表表1塊2支1支1個2支2支1塊個1個2個2個1個1個2片1片1支1支5.2系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試LEDPC機(jī)通信模塊的調(diào)試等，最后將各模塊組合后進(jìn)行整體測試。12溫度報(bào)警器5.2.1硬件調(diào)試對各個模塊的功能進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實(shí)現(xiàn)指定的功能。5.2.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試采用單片機(jī)仿真器WAVE6000L及微機(jī)，將編好的程序進(jìn)行調(diào)試，主要是檢查語法錯誤。5.2.3硬件軟件聯(lián)調(diào)將調(diào)試好的硬件和軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，主要調(diào)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能。5.3測試結(jié)果熱敏電阻采集到溫度后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成信號送入單片機(jī)，經(jīng)過數(shù)碼管顯示出18度至70器發(fā)出警報(bào)聲，若沒有超出就自然顯示溫度。13溫度報(bào)警器結(jié)論熱敏電阻采集到溫度后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成信號送入單片機(jī)，經(jīng)過數(shù)碼管顯示出18度至70器發(fā)出警報(bào)聲，若沒有超出就自然顯示溫度。該溫度報(bào)警器在proteus中仿真理論上基本可以實(shí)現(xiàn)，但是在仿真過程中還是發(fā)現(xiàn)了LED數(shù)碼管顯示并沒有按照程序設(shè)定的一個溫度值一個溫度值的變化，而是兩個溫度值兩個溫度值的變換。我個人覺得可能是proteus數(shù)字仿真軟件在仿真過程中存在延遲或者是誤差。本次實(shí)習(xí)在設(shè)計(jì)和制作溫度報(bào)警器的過程中，對在校學(xué)習(xí)的單片機(jī)知識、電路知識以及C語言程序設(shè)計(jì)知識有一個全面的檢驗(yàn)，在制作過程中也體驗(yàn)了從電路圖的繪制到元器件的焊接組裝調(diào)試的全過程。學(xué)會了proteus單片機(jī)仿真proteusproteus和keiluvision3聯(lián)調(diào)的方法，以及AD0801AT89S52、測溫電路基本連接方法更培養(yǎng)了我更加細(xì)心、耐心的素質(zhì)。14溫度報(bào)警器參考文獻(xiàn)[1]何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005[2]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[3]胡斌.圖表細(xì)說電子元器件[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005[4]王福瑞.單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006[5]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[6]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[7]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)，，24(6)：16-18[8]MCS-51單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2008，27(10