2022年温度报警器 .pdf

课程设计报告基于基于 AT89c52 单片机温度报警器的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程班级2 姓名武雪剑学号：1108441084名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告I 摘要(居中，黑体小三字体，段前17 磅，段后 0 磅，行距 1.25)随着传感器在生产生活中更加广泛的应用，一种新型的数字式温度传感器实现对温度的测试与控制得到了更快的开发。本文设计了一种基于单片机AT89C52 的温度检测及报警系统。该系统将温度传感器DS18B20 接到单片机的一个端口上，单片机对温度传感器进行循环采集。将采集到的温度值与设定的上下限进行比较，当超出设定范围的上下限时，通过单片机控制的报警电路就会发出报警信号，从而实现了本次课程设计的要求。该系统设计和布线简单、结构紧凑、体积小、重量轻、抗干扰能力较强、性价比高、扩展方便，在工农业等领域的温度检测中有广阔的应用前景。本次课程设计的测量范围为0-99，测量误差为 2。关键字：温度传感器、单片机、报警、数码管显示名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告II 目录1.引言 1.1 研究背景及其意义.2.电路设计 2.1 最小单片机系统的设计 2.2 温度采集电路的设计 2.3LED 显示报警电路的设计 3 程序流程.3.1 主程序流程图 3.2DS18b20读取温度流程图 3.3 数显管显示流程图 3.4 报警程序流程图 4 电路性能的测试 4.1 软件的测试 4.2 硬件的测试 5 结论及性价比 6 体会及合理化建议 7 参考文献 附录.protuse图及程序清单名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告III 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告1 1 引言(居中，黑体小三字体，段前17 磅，段后 0 磅，行距 1.25)1 引言1.1 研究背景及意义本次设计可以应用到许多我们用过的软件设计，将前面所学的知识融汇在一起实现温度监测及其报警的功能，来提醒农民当前大棚内温度是否适合农作物的生长。电子技术是在十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，在二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。随着电子技术的飞速发展，电子技术在日常生活中得到了广泛的应用，各类转换电路的不断推出以及电子产品的快速更新，电子技术已成为世界发展和人们生活中必不可少的工具。本次课设应用 Protues软件设计一个温度检测报警系统，用温度传感器DS18B20 采集大棚内的温度，当大棚内的温度高于30。或低于15。时，电路发出报警信号并显示当前温度，达到提醒农民的效果。本次课设要求设计一个温度监测报警显示电路，要求温度范围：0-99；测量误差为2；报警下限温度为：15；报警上限温度为：30。1.2 国内外研究现状(黑体 四号字体，段前、段后 0 磅，行距 1.25)根据对步进电机特点的上述介绍，可以发现即使它仅仅是一个很小的机种，但是在庞大的电机家族中仍然占有不可替代的位置。在日本，60 年代初就开发了投入数控装置使用的磁阻式步进电机，而在60 年代中期混合式步进电机也相继出现。虽然我国对步进电机的研制几乎与日本是在同一时期就开始的，但是在发展速度并没有赶上同期的日本。在当时，只有像清华大学这样的少数高等学府才在从事这项研究工作。直到70 年代初，由于电子工业和数字控制技术的快速发展，才使得步进电机的研究工作蓬勃发展起来。经过五十多年的理论完善，步进电机的发展趋势才有所缓和，但是在数字控制和自动化快速发展的今天，计算机应用的普及，办公自动化、仪器仪表和数控机床行业等飞速的发展，步进电机还是相当具有市场前景的。现在各名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告2 个地方的步进电机控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正朝着全自动和无人化方向发展。2 硬件设计(居中，黑体小三字体，段前17 磅，段后 0 磅，行距 1.25)2.1 总体方案设计(黑体 四号字体，段前、段后 0磅，行距1.25)在本设计系统中，要求达到的目的是在步进电机转动的同时能够实现计算机对系统的调速。步进电机受电脉冲信号控制，但是由于脉冲信号小，驱动能力一般很弱，因此需要功率放大器电路来实现电机的驱动。而控制步进电机运转的脉冲信号则由单片机产生。通过对单片机进行软件的编程，从而实现了软件与硬件相结合的控制方法，达到了对步进电机的最佳控制。由于该设计系统对步进电机的转向和转速控制是由计算机进行，所以在单片机与计算机之间需要一个串口通信，从而实现计算机对步进电机控制的最终目的。方案设计流程如下图 2-1所示。图2-1 方案设计流程2.2 步进电机的概述步进电机最早是在20 世纪 20 年代由英国人开发的，50年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，使得其对于数字化的控制变得更为容易。往后经过对步进电机不断改良，使得其在今日需要自动化程度高、定位精度高、效率高和灵活控制性能高的机械系统中到广泛的应用，尤其是在重视速度和位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合。2.2.1 步进电机的种类根据内部结构的不同，常见的步进电机可以分为永磁式（PM）、反应式（VR）和混合式（HB）三种结构4，如图 2-2 所示。图 2-2 步进电机的结构3 软件设计电计算机串口单片机驱动电机名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告3 3.1 程序设计#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit DQ=P37;/申明一个引用名 DQ 指向端口 P3 的 7 号接脚，不会额外分配空间sbit beep=P30;sbit p2_0=P20;sbit p1_0=P21;void reset();/DS18B20复位函数void write_byte(uchar val);/DS18B20 写命令函数uchar read_byte(void);/DS18B20读 1 字节函数void read_temp();/温度读取函数void LED_display();void alarm();uchar tempH,tempL,num;uchar table10=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;/09 的 LED 字符编码uchar setValue_low=15;uchar setValue_high=30;void delay(uint t)for(;t0;t-);void reset()/DS18B20的复位 uchar presence=1;while(presence)while(presence)DQ=1;_nop_();_nop_();/延时一个机器周期DQ=0;delay(50);DQ=1;delay(6);presence=DQ;delay(45);presence=DQ;DQ=1;void write_byte(uchar val)/DS18B20 写一个字节 uchar i;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告4 for(i=8;i0;i-)DQ=1;_nop_();_nop_();DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=val&0 x01;delay(6);val=val1;DQ=1;_nop_();uchar read_byte(void)/DS18B20读一个字节 uchar i;uchar value=0;for(i=8;i0;i-)DQ=1;_nop_();_nop_();value=1;DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();if(DQ)value|=0 x80;delay(6);DQ=1;return(value);void read_temp()/从 DS18B20 读取温度值 uchar ch1,ch2;reset();/复位write_byte(0 xcc);write_byte(0 x44);reset();/复位write_byte(0 xcc);write_byte(0 xbe);ch1=read_byte();/DS18B20的温度数值是 16位的二进制，精度高，最后四位是温度的小数部分ch2=read_byte();num=(ch24);/只取温度值的中间八位，小数部分舍去，符号位舍去四位。tempH=num/10;/温度的十位tempL=num-tempH*10;/温度的个位 void LED_display()/显示检测的温度 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告5 p2_1=0;P0=tabletempL;delay(50);p2_0=0;P0=tabletempH;delay(50);void alarm()/报警 if(setValue_low=num)beep=1;/在温度允许范围，不报警else beep=beep;main()while(1)read_temp();LED_display();alarm();4 系统调试与实验应用方案二设计的简易温度检测报警系统，符合课设任务的要求。测温范围：0-99；误差：2报警下限温度：15；报警上限温度：30。当温度低于15或高于 30时报警器会报警同时数码管也会显示当时温度。此次课程设计所需要的元件在实验室都可以找到，同时价格也比较合理。做出来的硬件实现功能比较理想，具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、精确度高等优点。同时也可以做进一步的扩展，可扩展为多路温度采集系统。总体来说符合了性价比要求名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告6 5 总结本次课程设计是一次综合性的应用，全方位考察了我们对所学软件的理解与掌握。通过近三周的课程设计我不但对以前学过的知识点有了更深一步的掌握，同时我还学到了更多书本中所没有涉及到的东西。从我拿到任务书后就不断地去图书馆借书查找相关资料、上网搜索信息、与同组同学讨论方案。在我们的共同努力下，在第一周里成功的完成了软件的设计。因为我们之前有过焊接收音机和电视机的经验，所以在硬件焊接方面没有遇到太大的困难。虽然不难，但是它需要我们必须一丝不苟，如果有一点疏忽很有可能会带来很大的麻烦。在焊接过程中，就由于同组成员的不小心将单片机的电源和地接反了，我们在调试时给它的电源又有点大所以导致了单片机爆破，当时吓了我们一跳，但还好没有伤到我们。经过我们进两天的不懈努力下，终于完成了硬件的设计。这其中我是受益匪浅，虽然很累，但是当看到我们所设计的东西可以实现并能应用时，那种快乐是无法有语言描绘的。虽然在设计的过程中遇到各种各样的困难，但最终在老师和同学的帮助下完成了设计。极大的培养了我们的科研精神，激发了我们的专业兴趣，积累了实践经验，为将来的继续学习和工作打下了基础。虽然这是我们在毕业前的最后一个简单的课程设计，但却让我们学到了很多。所以希望学院能够多安排一些类似的实践训练，能让学弟学妹们有更多的机会接触具有现实意义的项目，能接触更多的硬件，更好的提升自己的实践能力和综合能力。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 11 页 -合肥师范学院课程设计报告7 参考文献1.沙占友、李学芝著.中外数字万用表电路原理与维修技术.M 北京：人民邮电出版社，1993年.P157-P180。2.黄志伟主编.全国大学生电子设计竞赛电路设计.M 北京：北京航空航天大学出版社，2006年.P5-P21。3.戴伏生主编.基础电子电路设计与实践.M 北京：国防工业出版社，2002 年.P65-68。4.谭博学主编.集成电路原理与应用.M 北京：电子工业出版社，2003 年.P134-P140。5.张毅刚、刘杰主编.单片机原理与应用.M 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010年.P55-P60。6.田立、田清、代方震主编.51 单片机 C语言程序设计快速入门.M 北京：人民邮电出版社，2007年.P123-P144。7.刘文涛主编.单片机语言C51 典型应用设计.M 北京：人民邮电出版社，2005年.P211-P213。8.张学昭、王东云主编.单片机原理、接口技术及应用（含C51）.M 西安：西安电子科技大学出版社，2009年.P33-P45。9.高慧芳主编.单片机原理与应用技术.M 北京：科学出版社，2010 年.P235-P258。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 11 页 -