温度采集报警系统的设计—课程设计.doc

课 程 设 计课程名称 单片机课程设计 题目名称 温度采集报警系统的设计 学生学院 物理科学与工程技术学院 专业班级 xx 学 号 学生姓名 xx 2013 年 11 月 12 日目录一、设计任务与要求 ...........................2二、方案设计与论证 ...........................21、单片机的选取 ..................................22、温度传感器的选取 ..............................23、显示器的选取 ..................................24、温度采集显示系统电路的总体设计框图 ............3三、电路基本原理及单元电路设计 ...............3四、调试和仿真： .............................7六、总结 .....................................9七、附录 ....................................10温度采集报警系统的设计2温度采集报警系统的设计一、设计任务与要求1、可以显示被测的温度并存储2、可以设置报警温度3、到达报警温度时声光报警二、方案设计与论证1、单片机的选取本系统采用简答的 51 单片机为控制核心优点突出，，它能够运行各种程序，综合考虑单片机的各部分资源，，且因为我们学习的是 51 单片机，因此此次设计选用 AT89C51 单片机作为核心处理器。

2、温度传感器的选取方案一：采用温度传感器 AD590KAD590K 具有较高精度和重复性，良好的非线性保证±0.1℃的测量精度加上软件非线性补偿可以实现高精度测量AD590 将温度转化为电流信号，因此要加相应的调理电路，将电流信号转化为电压信号送入 8 位 A/D 转换器，可以获得 255 级的精度，基本满足题目要求 方案二：采用数字温度传感器 DS18B20DS18B20 为数字式温度传感器，无需其他外加电路，直接输出数字量可直接与单片机通信，读取测温数据，电路简单 基于以上分析和现有器件所限，温度采集模块选用方案二DS18B20 能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9～12 位的数字值读数方式并且从DS18B20 读出的信息或写入 DS18B20 的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,因而使用DS18B20 可使系统结构更趋简单，可靠性更高他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面带来了令人满意的效果3、显示器的选取显示系统是单片机控制系统的重要组成部分，主要用于显示各种参数的值，常用的显温度采集报警系统的设计3示器有 CRT、LED、LCD 等方案一：采用 LED 数码管显示。

颜色鲜艳，经济实惠，由于本设计显示的内容较多，过多地增加数码管显然不行，进行轮流显示则控制复杂，占用较多的 I/O 资源，加上数码管需要较多连线，使得电路复杂，功耗较大若采用 Max7219 驱动，可以减少占用的接口数目，但是数码管只能显示有限的数字和符号，不能直观地显示出本设计的内容 方案二：采用 1604 液晶显示其内置 128 个 5*7 点 ASCII 字符集,可以直观地显示出较多内容，利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成较好人机交互图形界面，使得显示内容丰富，易于人机交流，并且节约了 I/O 口资源 由于本设计要求用 1604 显示，在本设计中采用 1604 作为显示模块，不仅可以显示温度值，而且可以显示英文字符，比数码管具有明显的优越性，所以本系统采用方案二4、温度采集显示系统电路的总体设计框图如图 1：AT89C51电源电路复位及晶振电路键 盘温度采集电路显示电路报警电路图 1：系统电路的总体设计框图三、电路基本原理及单元电路设计本设计使系统可以检测 0~99℃范围内的温度，考虑到测温精度，设置显示数值精确到1℃，并且设置温度的上下限，当温度值超过上下限温度时，报警电路中的蜂鸣器鸣响，报警灯闪。

根据 AT89C51 的引脚特性，本设计中采用 P2.0~P2.2 和 P0 口作为 1604 的驱动引脚，P1.0~P1.3 作为按键的输入，P1.4，P1.5 分别作声光报警输出P1.7 负责与 DS18B20 的 IO 连接RST 作为复位输入，当振荡器工作时，RST 引脚出现 2 个机器周期以上高电平使单片机复位XTAL1 振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端XTAL2 振荡器反相放温度采集报警系统的设计4大器的输出端1、总电路图如下图 2 示：图 2：电路总图2、晶振电路瓷片电容 C1、C2 是用来驱动晶振 Y1 的，因为晶振的大小是 16M，所以选用 20P 的电容，如下图 3 示图 3：晶振电路温度采集报警系统的设计53、复位电路复位电路选用了 1uF 的电解电容和 10K 的电阻，如下图 4 示4、按键电路电路如下图 5 示：按键 SET 用来设置，BACK 键用于返回，INC 键用于调整，每按一次加一，MOVE 键用于移动5、显示电路显示采用 16*4 字符 LCD，如下图 6 示图 4：复位电路图 5：按键电路温度采集报警系统的设计65、蜂鸣器和发光二极管如图 7:三极管 NPN 采用 9013 是作为蜂鸣器的驱动的作用的，R6、R4 作为限流电阻使用。

6、实现上述任务的控制器整体流程图如图 8 所示：图 6：显示电路图 7：声光报警电路温度采集报警系统的设计7四、调试和仿真：1、调试选划分系统的功能，按单元一个一个调试正确后，组成整个电路2、仿真部分仿真图如下：图 8：整体流程图温度采集报警系统的设计8图 10，主界面未报警图 11，主界面已报警图 12，设置界面温度采集报警系统的设计9六、总结这次课程设计是自己第一次设计一个系统，包括前期的方案选取，原理图的绘制，程序的编写和 PROTUES 仿真等等，使我对之前的理论知识有了较好的巩固，同时也提高了自己的动手能力，然而也发现自己在理论知识方面存在很多不足，比如说，对单片机的中断控制系统的掌握还不够，和对 LCD 的菜单界面编程能力不足今后，我将更加努力地学习，提高自己的专业水平图 13，设置成功界面图 14，设置不成功界面温度采集报警系统的设计10七、附录1.1602 接口程序/******************************************file name:1602.h****************************************/#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define IO P0sbit RS=P2^0;sbit RW=P2^1;sbit E=P2^2;void check_busy(void);void write_cmd(uchar com);void write_data(uchar dat);void LCD_init(void);void write_str(uchar x ,uchar y,uchar *s);void lcd_test(void);void delay(uint); //1ms 延时程序void delay(uint j){uchar i;for(;j>0;j--)for(i=0;i0;i--){DQ = 0; // 给脉冲信号dat>>=1;DQ = 1; // 给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;delay_18B20(4);}return(dat);}/*************ds18b20 写一个字节 ********/ void WriteOneChar(uchar dat){unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i--){DQ = 0;DQ = datdelay_18B20(5);DQ = 1;dat>>=1;}}/**************读取 ds18b20 当前温度******/void ReadTemp(void)温度采集报警系统的设计16{unsigned char a=0;unsigned char b=0;unsigned char t=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换delay_18B20(100); // this message is wery importantInit_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读 9 个寄存器） 前两个就是温度delay_18B20(100);a=ReadOneChar(); //读取温度值低位b=ReadOneChar(); //读取温度值高位temp_value=b>4; //温度整数部分temp_dot=a //温度小数部分}void temp_to_1602() //温度数据转换成液晶字符显示{ ReadTemp(); Temp[0]=temp_value/10+'0'; //十位Temp[1]=temp_value%10+'0'; //个位Temp[2]='.';Temp[3]=temp_dot*0.625+'0';Temp[4]=0xdf;Temp[5]='\0';}温度采集报警系统的设计17#endif3.主程序/*****************************************file name:BJQ.C****************************************/#include#include"1602.h"#includeSET";uchar code BACK[]="->BACK";uchar code HIGHS[]="HIGHT:";温度采集报警系统的设计18uchar code LOWS[ ] =" LOW :";uchar HIGHT=40,LOW=10;uchar move,base;uchar dis_temp[6];bit MENU_FLAG3;void delay_100us(uchar x){uchar y;while(x--) for(y=0;y9) tem=0;dis_temp[adjust]=tem;if(adjustMOVE");write_str(3,14,BACK);write_str(2,14,"+:INC");set_xy(1,7);write_data(HIGHT/100+'0');write_data(HIGHT/10%10+'0');write_data(HIGHT%10+'0');write_data(0xdf);write_data('C');set_xy(2,7);write_data(LOW/100+'0');write_data(LOW/10%10+'0');write_data(LOW%10+'0');write_data(0xdf);write_data('C');write_cmd(0xc6);//write_cmd(0x0f);}else{writ。