基于单片机温度采集报警系统设计论文
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计一、引言在现代生活和工业生产中，对环境温湿度的准确监测和控制具有重要意义。
温湿度的变化可能会影响产品质量、设备运行以及人们的生活舒适度。
因此，设计一个可靠、精确且易于使用的温湿度监测系统是十分必要的。
本毕业设计旨在基于单片机技术开发一款实用的温湿度监测系统。
二、系统总体设计（一）系统功能需求该监测系统应能够实时采集环境的温度和湿度数据，并将其显示在屏幕上。
同时，系统应具备数据存储功能，以便后续分析和查询。
此外，还应设置报警阈值，当温湿度超出设定范围时能发出警报。
（二）系统组成本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、存储模块和报警模块组成。
传感器模块负责采集环境温湿度数据，选用了精度高、稳定性好的DHT11 温湿度传感器。
单片机控制模块作为系统的核心，采用了 STC89C52 单片机，负责处理传感器采集到的数据、控制其他模块的工作以及进行逻辑判断。
显示模块采用了液晶显示屏（LCD1602），能够清晰地显示当前的温湿度值。
存储模块使用了 EEPROM 芯片，用于保存历史数据。
报警模块则通过蜂鸣器和指示灯实现，当温湿度异常时发出声光报警。
三、硬件设计（一）传感器接口电路DHT11 传感器与单片机通过单总线进行通信，连接时需要注意数据线的上拉电阻。
（二）单片机最小系统STC89C52 单片机的最小系统包括时钟电路和复位电路。
时钟电路采用晶振和电容组成，为单片机提供稳定的时钟信号。
复位电路用于系统初始化和异常情况下的复位操作。
（三）显示电路LCD1602 通过并行接口与单片机连接，需要配置相应的控制引脚和数据引脚。
（四）存储电路EEPROM 芯片通过 I2C 总线与单片机通信，实现数据的存储和读取。
（五）报警电路蜂鸣器通过三极管驱动，指示灯通过限流电阻连接到单片机的引脚，由单片机控制其工作状态。
四、软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部寄存器的设置、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
基于51单片机的温度警报器的设计
基于51单片机的温度警报器的设计温度警报器是一种能够实时监测温度并在温度超过设定阈值时发出警报的装置。
本设计基于51单片机，通过温度传感器、LCD显示屏、蜂鸣器等元件实现温度监测和报警功能。
设计方案如下：1.硬件设计：a.温度传感器：选择一款常见的温度传感器，如DS18B20，通过数据线连接到单片机的GPIO口，实时获取温度数据。
b.LCD显示屏：使用16x2LCD显示屏，通过I2C接口与单片机连接，用于显示当前温度和报警信息。
c.蜂鸣器：选择一个合适的蜂鸣器，通过单片机的GPIO口控制，用于发出声音报警信号。
d.电源电路：为单片机和其他电路提供稳定的电源，可以选择直流电源或电池供电。
2.软件设计：a.初始化：对单片机进行初始化设置，包括IO口初始化、LCD初始化、温度传感器初始化等。
b.温度采集：通过温度传感器不断采集温度数据，并将其显示在LCD 屏幕上。
c.温度判断：获取当前温度值，并与设定的阈值进行比较。
如果高于阈值，进入报警状态。
d.报警处理：当温度超过设定阈值时，触发蜂鸣器发出声音报警信号，并在LCD上显示相应警告信息。
同时，可以选择触发其他动作，如发送短信或邮件通知。
e.报警解除：当温度恢复正常后，蜂鸣器停止报警，LCD屏幕上显示正常温度信息。
通过以上硬件和软件设计，我们可以实现一个基于51单片机的温度警报器。
该警报器能够实时监测环境温度，当温度超过设定阈值时，蜂鸣器会发出声音报警，并在LCD显示屏上显示相应报警信息。
当温度恢复正常后，报警器会自动停止报警，并显示正常温度信息。
除了基本的功能，还可以根据需求进行一些扩展。
比如，可以添加按钮控制来设置温度阈值，或者增加温度记录功能，实时记录温度变化并保存。
总之，基于51单片机的温度警报器设计具有可扩展性和实用性，可以满足不同环境的需求。
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计一、引言在现代社会中，温湿度的监测在许多领域都具有重要意义，例如农业生产、仓储管理、工业制造以及室内环境控制等。
为了实现对温湿度的准确、实时监测，基于单片机的温湿度监测系统应运而生。
本毕业设计旨在设计并实现一种基于单片机的温湿度监测系统，以满足实际应用中的需求。
二、系统总体设计方案（一）系统功能需求分析本系统需要实现对环境温湿度的实时采集、数据处理、显示以及超限报警等功能。
能够在不同的环境中稳定工作，并具有较高的测量精度和可靠性。
（二）系统总体结构设计系统主要由单片机控制模块、温湿度传感器模块、显示模块、报警模块以及电源模块等组成。
单片机作为核心控制器，负责协调各个模块的工作，温湿度传感器用于采集环境温湿度数据，显示模块用于实时显示测量结果，报警模块在温湿度超限时发出警报，电源模块为整个系统提供稳定的电源。
三、硬件设计（一）单片机控制模块选择合适的单片机型号，如 STC89C52 单片机，其具有丰富的资源和良好的性价比。
单片机通过 I/O 口与其他模块进行通信和控制。
（二）温湿度传感器模块选用 DHT11 数字温湿度传感器，该传感器具有体积小、功耗低、测量精度高、响应速度快等优点。
通过单总线方式与单片机进行数据传输。
（三）显示模块采用液晶显示屏（LCD1602）作为显示设备，能够清晰地显示温湿度测量值。
通过并行接口与单片机连接。
（四）报警模块使用蜂鸣器和发光二极管作为报警装置，当温湿度超过设定的阈值时，蜂鸣器发声，发光二极管闪烁。
（五）电源模块设计稳定的电源电路，为整个系统提供 5V 直流电源。
可以采用电池供电或者通过电源适配器接入市电。
四、软件设计（一）系统主程序设计主程序主要负责系统的初始化、各模块的协调控制以及数据处理和显示。
首先对单片机进行初始化，包括设置 I/O 口状态、定时器和中断等。
然后循环读取温湿度传感器的数据，并进行处理和显示，判断是否超过阈值，若超过则启动报警。
基于STM32的温度采集系统设计
基于 STM32的温度采集系统设计摘要：本文利用STM32的一种微型处理器来当主控的CPU，通过使用一个独立的数据采集模块采集数据，在这个基础上实现了智能化的温度数据采取、然后还有传输、处理和显示等功能。
并商讨了该怎么提高系统的速度、性能和拓展性。
数据采集是获取信号对象信息的过程。
关键词：嵌入式系统；ARM；DS18B20温度传感器；STM32；温度采集；数据的处理一、引言当今社会，随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，测温仪器在各个领域的广泛应用，智能化服务已成为这个时代温控系统发展的重要趋势。
温度控制在生活中还有在工业领域中涉及的非常多，像室内、供暖机构、天气预告等这些场所的温度控制。
像之前传统的温度控制都是手动的，操作起来很麻烦。
本文系统设计目的，首先它得是实现一种精准度高的系统来采集的温度控制系统，其应用必须得以普及，功能强大。
二、整体系统设计（一）系统方案设计第一个方案：需要使用模拟分立的元件，例如电容、电感、晶体管等非线性元件，观察采集的温度和显示的具体效果，这个方案的设计十分的好理解，特别简单，并且它的操作也不是特别的难，还有个好处，就是它的价格是非常合适的。
缺点就是如果用分立的元件，会造成它的分散性特别的大，对集成数字化是十分不好，而且最后测量之后，会存在很大的误差的，所以这个方案的可行性不太好，尽量不用。
第二个方案：选用PC机作为本次设计的主控机。
利用温度传感器来选用温度的信号，通过信号放大器之后，再送到A/D转换芯片中，然后再一次的经过拥有单片机的检测系统来进行下一步的解析和处理，然后再利用通信线路到PC机的上面，在PC的上面也可以通过对温度信号来进行很多的解析和处理的方式，所以这个方案简单来说还是不错的。
（二）系统工作原理通过了解设计需求方面确定了系统的总体方案，这个整体的系统其实是根据使用单片机、温度的传感器、显示屏的模块、报警器还有按键等五个部分来组成的。
使用者最开始得先将这个温度的报警的值输入到程序里，也就是温度的上下限。
单片机温度控制
Keywords：AT89S51MonolithicIntegratedCircuit；DS18B20TemperatureChip；TemperatureControl；SerialPortCommunication
目 次
1引言…………………………………………………………………………………1
2设计要求……………………………………………………………………………1
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
河北工业大学
毕业论文
作者：XXX学号：XXXXXX
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系(专业)：
题目：基于单片机的温度控制系统的设计
指导者：
评阅者：
XXXX年XX月XX日
毕业论文中文摘要
题目：基于单片机的温度控制系统的设计
摘要：
本设计以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序、超温报警程序。
2设计要求
设计基于单片计算机的温度控制器，用于控制温度。具体要求如下:
(完整word版)基于51单片机的温度报警器设计
题目基于51单片机的温度报警器设计姓名学号专业班级指导教师201 年月日毕业论文任务书主要实现：实时温度测量及显示，超出温度范围声光报警，上下限温度可通过按键设定等功能。
本数字温度报警器是基于51单片机及温度传感器DS18B20来设计的，温度测量范围0到99.9摄氏度，精度为0.1摄氏度，可见测量温度的范围广，精度高的特点。
可设置上下限报警温度，默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃（通过程序可以更改上下限值）。
报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值，最高下限报警值等于当前上限报警值。
将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能。
目录前言 (1)1 设计要求与方案论证 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 系统基本方案选择和论证 (3)1.2.1 单片机芯片的选择方案和论证 (3)1.2.2 温度传感器设计方案论证 (4)1.3 电路设计最终方案决定 (5)2 主要元件介绍 (5)2.1 STC89C51介绍 (6)2.1.1 STC89C51主要功能及PDIP封装 (6)2.1.2 STC89C51引脚介绍 (6)2.1.3 单片机最小系统： (7)2.2 DS18B20传感器介绍 (8)2.2.1 DS18B20概述 (8)2.2.2 DS18B20引脚介绍 (10)2.2.3 DS18B20的内部结构 (10)2.2.4 DS18B20的程序流程图 (11)2.3 数码管介绍 (12)2.3.1 数码管概述 (13)3 程序流程图 (13)结论 (14)参考文献 (15)致谢..................................................................................................... 错误!未定义书签。
附录1 系统原理图 (16)附录2 C语言程序 (17)基于51单片机的温度报警器设计学院专业班级姓名（5号黑体）摘要：单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度器，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。
单片机温度控制系统毕业设计论文
单片机温度控制系统毕业设计论文标题：基于单片机的温度控制系统设计与实现摘要：本论文设计和实现了一种基于单片机的温度控制系统。
该系统利用单片机的强大计算和控制能力，通过传感器采集环境温度，并运用PID控制算法，控制温度在预定的范围内波动。
本系统具有设计灵活、控制精度高、反应迅速等优势，非常适合温度控制领域应用。
关键词：单片机、温度控制、传感器、PID算法第一章引言1.1研究背景随着科技的进步和人们生活质量的提高，温度控制在各个领域都变得日益重要。
例如，家庭中的恒温器、温室中的温度调节、工业生产过程中的温度控制等。
传统的温度控制方法费时费力，且精度和效率较低，因此需要开发一种新的温度控制系统来满足各种需求。
1.2目的和意义本论文旨在设计和实现一种基于单片机的温度控制系统，以提高温度控制的精度和效率，满足不同领域对温度控制的需求。
通过论文的研究，可以为相关领域的温度控制系统设计提供参考，并促进温度控制技术在各个领域的应用。
第二章设计与实现方法2.1系统硬件设计本系统的硬件设计主要包括单片机选择、传感器选择以及执行设备选择等。
选用一款功能强大的单片机，例如ATmega328P，作为系统的核心控制器。
此外，选择一个高精度的温度传感器用于采集环境温度，并根据采集到的数据进行控制。
2.2系统软件设计本系统的软件设计主要包括温度采集与控制算法的设计和实现。
采用PID控制算法，通过单片机进行计算和控制，实现温度控制的闭环反馈。
同时，设计界面友好的人机交互界面，使操作更加简便。
第三章系统测试与分析3.1硬件测试对系统硬件进行测试，包括传感器的准确性测试、单片机的功能性测试以及执行设备的工作状态测试。
通过测试，验证系统的硬件设计的正确性和稳定性。
3.2软件测试对系统的软件进行测试，包括温度控制算法的准确性测试以及人机交互界面的操作测试。
通过测试，验证系统的软件设计的正确性和可靠性。
第四章结果与讨论4.1实验结果通过实验，得到了系统在不同环境下的温度控制效果，并进行数据统计和分析。
单片机(基于AT89C51的温度采集与显示系统设计)
基于AT89C51的温度采集与显示系统设计摘要：以ＡＴ８９Ｃ５１单片机为核心控制元件介绍了与ＤＳ１８Ｂ２０和ＭＡＸ７２１９显示驱动组成的温度采集系统的设计方案利用单片机空余Ｉ／Ｏ口以及上述元件的特性，构成该系统。
通过Ｐｒｏｔｅｕｓ进行仿真。
关键词：温度采集，ＡＴ８９Ｃ５１，ＤＳ１８Ｂ２０，ＭＡＸ７２１９目录1、系统概述……………………………………………………………….2、硬件介绍……………………………………………………………….3、软件设计……………………………………………………………….4、仿真结果……………………………………………………………….5、小结…………………………………………………………………….6、参考文献……………………………………………………………….1、系统概述温度传感器选用目前常用的数字温度传感器DS18B20，采用数码LED显示，显示驱动为ＭＡＸ７２１９，首先设计系统的总体原理图如下：系统可以简单地分为为５个模块，由外部提供８Ｖ－２４Ｖ直流电源供电。
电源模块将输入８－２４Ｖ的电源电压转换为５Ｖ，为系统中的芯片供电，可以使用７８０５等常用的三端稳压器芯片；温度传感器采集温度信号，温度传感器有模拟输出和数字输出两种形式，这里选择具有数字输出的ＤＳ１８Ｂ２０；单片机是系统的核心，选用ＡＴ８９Ｃ５１；系统采用ＬＥＤ数码显示器显示温度值，ＬＥＤ显示屏采用独立的显示驱动芯片ＭＡＸ７２１９，单片机将待显示的字符写入ＭＡＸ７２１９后，ＭＡＸ７２１９将会动态的刷新显示内容，无需占用单片机过多的资源。
尽管ＤＳ１８Ｂ２０的分辨率可已达到０．０６２５°Ｃ，但测量精确度为０．５°Ｃ，因此设计４位数的ＬＥＤ数码显示管就可以了，显示３位整数，１位小数。
2、硬件介绍：1、数字温度传感器DS18B20DS18B20数字温度计提供9位-24位（二进制）温度读数，以指示器件的温度，数据经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从主机CPU到DS18B20仅需要一条DQ。
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基于单片机的温度采集报警系统的设计摘要：设计了一种基于单片机at89s51和ds18b20温度传感器的温度采集报警系统。
该系统性能可靠，结构简单，能实现安全温度内正常显示温度值，超出设定的温度上限则进行声光报警。
关键词：单片机；温度检测；报警
中图分类号：tp311.52文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2011) 23-0000-03
temperature acquisition alarm system design based mcu wang rongrong,liu haixia
(inner mongolia technical college of mechanics and electrics,huhhot010070,china)
abstract:it designs a microcontroller based on at89s51 and ds18b20 temperature sensor temperature collection and alarm system.the system has reliable performance,simple structure,can achieve safe temperature within a normal display temperature exceeds the set temperature,upper limit,sound and light alarm.
keywords:mcu;temperature detection;alarm
一、系统设计
基本工作原理
如图1所示为温度采集报警系统框图。
该设计将以单片机控制的温度采集系统为主，利用单片机完成对温度的检测，实现安全温
度内正常显示温度值，超出设定的温度上限则进行声光报警。
系统在温度采集时主要应用了ds18b20芯片，该器件经过初始化后单片机首先进行rom匹配，当受到测温器件发回的信号时证明该器件正常工作，接着单片机发送温度转换命令进行温度采集，测温的精确度很高，可以精确到小数点后四位。
设计中还应用了
hd7279芯片进行数码管显示的驱动，一共应用了6位数码管。
图1 温度采集报警系统框图
二、硬件设计
（一）测温和控制电路
1.测温
测温使用的ds18b20是典型的应用单总线技术的器件。
顾名思义，单总线只有一根数据线。
设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口，连接至该数据线，这样允许设备在不发送数据时释放数据总线，以便总线被其它设备所使用。
ds18b20温度传感器是美国dallas半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，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。
ds18b20采用３脚pr－35封装或８脚soic封装，其内部结构框图如图2所示。
图2 ds18b20内部结构框图
ds18b20的测温原理是这样的，器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数
器1；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。
器件中还有一个计数门，当计数门打开时，ds18b20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。
计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将－55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中，计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。
减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到0时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。
其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。
单总线要求外接一个约5k的上拉电阻；这样，单总线的闲置状态为高电平。
不管什么原因，如果传输过程需要暂时挂起，且要求传输过程还能够继续的话，则总线必须处于空闲状态。
位传输之间的恢复时间没有限制，只要总线在恢复期间处于空闲状态（高电平）。
如果总线保持低电平超过480μs，总线上的所有器件将复位。
另外，在寄生方式供电时，为了保证单总线器件在某些工作状态下（如温度转换期间、eeprom写入等）具有足够的电源电流，必须在总线上提供强上拉[1]。
主机控制ds18b02完成温度转换必须经过三个步骤：初始化、rom操作指令、存储器操作指令。
必须先启动ds18b02开始转换，再读出温度转换值。
本系统仅挂接一个芯片，在软件设计中使用默认的12位转换精度，外接供电电源，读取的温度值高位字节送单元，低位字节送wdlsb单元，再按照温度值字节的表示格式及其符号位，经过简单的变换即可得到实际温度值。
2.控制
at89s51是美国atmel公司生产的低电压、高性能cmos8位单片机；片内含有4k字节的可反复擦写的只读程序存储器（eprom）和128字节的随机存取数据存储器（ram）；器件采用amtel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准mcs-51指令系统；片内置通用2位中央处理器（cpu）和flash存储单元，功能强大的
at89s51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
图3 测温和控制电路
（二）显示控制电路
hd7279a是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管(或64个led点阵)的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵。
该芯片内部含有译码器，可直接接受16进制码，hd7279a还同时具有2种译码方式，hd7279(a)还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。
hd7279与单片机仅需4条接口线，其中cs为片选信号。
当mcu访问hd7279时，应将
片选端置为低电平。
data为串行数据/输出端，当向hd7279发送数据时，data为输入端；当hd7279a输出键盘代码时，data为输出端。
其特点为：
-串行接口，无需外围元件可直接驱动led
-各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性
-（循环）左移/（循环）右移指令
-具有段寻址指令，方便控制独立led
-64键键盘控制器，内含去抖动电路
-有dip和soic两种封装形式供选择
显示控制电路如图4所示：
图4显示控制电路
（三）声光报警电路
1.发光二极管报警电路的设计
由4个发光二极管接上电阻后连上单片的rxd的引脚，外接vcc，当单片机的rxd引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用。
图5所示为发光二极管报警电路。
图5 发光二极管报警电路图
2.声音报警电路的设计
如下图所示，用一个speaker和三极管、电阻接到单片机的txd 引脚上，构成声音报警电路，如图6示为声音报警电路。
图6 声音报警电路图
三、软件设计
该设计中主要利用了ds18b20芯片进行测温，该芯片是单总线器件，顾名思义单总线只有一根数据线，因此在通信时时序就显得十分重要，我们在编程时也要十分注意这一点。
在程序中测温时首先要对ds18b20进行初始化，初始化过程由单片机发出的复位脉冲和芯片响应的应答脉冲组成，应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。
由于总线上只挂接了一片测温芯片，因此可直接跳过rom匹配发出测温命令。
该设计可实时显示温度值，便于连续观测。
软件流程图如下所示：
图7 软件流程图
四、总结
本设计研究了一种基于单片机技术的温度采集报警系统。
该系统通过以at89s51单片机为工作处理器核心，利用了ds18b20芯片进行测温，当温度超出设定范围时，单片机输出控制信号，驱动声光报警电路开始报警。
该系统操作简单、易懂、智能性高、误报率低，设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。
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[作者简介]王熔熔，副教授，内蒙古机电职业技术学院信息与管理工程系副主任，宣传部副部长；刘海霞（1965.3-），女，内蒙古呼和浩特市人.内蒙古机电职业技术学院副教授，硕士研究生，研究方向：控制理论与控制工程。