基于51单片机的温度报警器设计
基于51单片机的的温度报警器设计
1引言 (1)1.1 单片机的应用背景 (1)2 总体设计方案 (2)2.1 功能简介 (2)2.2 设计思路 (2)2.3 芯片器材 (3)3 硬件设计 (3)3.1 AT89C51 (3)3.1.1 AT98C51引脚图 (3)3.1.2 AT89C51结构特点 (5)3.2 温度获取 (5) (7)3.3 时钟电路 (8)3.4 温度显示电路 (8)3.5报警电路 (10) (10)4 程序设计 (10)4.1 程序流程图 (11)4.2 初始化子程序 (11)4.3 读子程序 (12)4.4 写子程序 (13)4.5 数据处理子程序 (13)4.6 显示子程序 (15)4.7报警子程序 (17)5 实验仿真 (18) (18)6 总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)1引言1.1 单片机的应用背景目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通信与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机，更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗机械了。
世面上主要的单片机类型有Motorola 单片机、Microchip 单片机、东芝单片机、8051单片机、Atmel 单片机等。
此次课设中用到的是ATMEL公司，下面着重介绍一下ATMEL公司的单片机。
ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存储器和数字集成电路的一流半导体制造公司。
ATMEL 公司最令人注目的是它的EEPROM 电可擦除技术闪速存储器技术和质量高可靠性的生产技术。
在CMOS 器件生产领域中，ATMEL 的先进设计水平优秀的生产工艺及封装技术一直处于世界的领先地位。
这些技术用于单片机生产，使单片机也具有优秀的品质在结构性能和功能等方面都有明显的优势，ATMEL 公司的单片机是目前世界上一种独具特色。
基于单片机的温度报警器设计
1、作品介绍：我个人设计的温度报警器是基于51单片机开发的一种能时时检测温度，并且报警的器件，它采用AT89S52单片机、DS18B20、1602液晶显示器等电学元器件，通过编写程序和一定的算法，最终实现的功能是：开机后单片机自动运行一套程序，使DS18B20检测室内的温度，并通过一定的算法对数据采样处理，计算出室内的温度，通过1602液晶显示器显示出来，当室温超过设定的值时，单片机驱动峰鸣发出声音！2、器件介绍：a、A T89S52单片机：AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
b、DS18B20测温芯片：DS18B20数字温度传感器，采用美国DALLAS公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
DS18B20 单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点： （1 ）采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20 的双向通讯。
单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
⏹（2 ）测量温度范围宽，测量精度高DS18B20 的测量范围为-55 ℃~+ 125 ℃；在-10~+ 85°C 范围内，精度为±0.5°C 。
⏹（3 ）在使用中不需要任何外围元件。
⏹（4 ）持多点组网功能多个DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。
基于51单片机的温度报警系统设计
基于51单片机的温度报警系统设计温度报警系统是一种常见的安全监控系统，它可以监测环境温度，并在温度达到设定阈值时发出警报。
本文将介绍一个基于51单片机的温度报警系统的设计。
一、系统设计目标和功能本系统的设计目标是实时监测环境温度，并在温度达到预设阈值时发出警报。
具体功能包括：1.温度采集：通过温度传感器实时采集环境温度。
2.温度显示：将采集到的温度值通过数码管显示出来。
3.温度比较：将采集到的温度值与预设的阈值进行比较。
4.报警控制：当温度超过预设的阈值时，触发警报控制器。
5.报警指示：通过蜂鸣器或者LED灯等方式进行报警提示。
二、硬件设计本系统的硬件设计包括主控部分和外围部分。
1. 主控部分：使用51单片机作为主控芯片，通过AD转换器和温度传感器实现温度数据采集。
采用片内RAM和Flash存储器对数据进行处理和存储。
2.外围部分：包括数码管显示和报警指示。
使用数码管模块将温度值进行显示，使用LED灯或者蜂鸣器进行报警指示。
三、软件设计本系统的软件设计包括程序的编写和算法的设计。
1.程序编写：使用C语言编写单片机的程序。
程序主要包括温度采集、温度比较、报警控制和报警指示等功能。
2.算法设计：根据采集到的温度值与预设阈值进行比较，判断是否触发警报控制器。
同时，根据警报控制器的状态，控制报警指示的开关。
四、系统测试完成硬件和软件设计后，需要进行系统测试以验证系统的正确性和稳定性。
1.硬件测试：对硬件电路进行测试，包括电源、信号传输和外围器件等方面。
测试时需要注意电源的稳定性，信号的准确性和外围部件的工作状态。
2.软件测试：进行程序的运行测试，检查各功能是否正常运行。
特别关注温度采集和比较、报警控制和报警指示等功能。
五、系统性能分析对系统的性能进行分析，包括温度采集的准确性、报警控制的响应时间和报警指示的稳定性等方面。
1.温度采集准确性：主要受温度传感器的精度和ADC转换的准确性影响。
在设计中要选择合适的传感器和ADC。
基于51单片机的温度检测报警系统
基于51单片机的温度检测报警系统摘要本文介绍了一种基于51单片机的温度检测报警系统的设计方案。
该系统能够实时检测环境温度，并在温度超出设定范围时触发报警器进行报警，从而实现对环境温度的监测和控制。
本文将主要涉及系统的硬件设计、软件设计和实现过程。
系统硬件设计本系统所需的核心硬件有：51单片机、温度传感器DS18B20、LED指示器和蜂鸣器，其中51单片机作为系统的控制中心，主要负责对温度传感器进行采集并触发LED指示器和蜂鸣器进行报警处理。
系统硬件电路图如下：TODO: 插入电路图其中，温度传感器DS18B20通过单总线协议连接到51单片机的P1.0引脚。
P1.1引脚连接到LED指示器，P1.2引脚连接到蜂鸣器。
系统软件设计本系统的软件设计主要分为两部分：主程序和温度采集程序。
主程序包括了系统的初始化、温度检测、温度报警、LED指示器和蜂鸣器控制等模块。
温度采集程序则是通过调用DS18B20的寄存器读写命令从传感器读取温度。
具体实现过程如下：主程序TODO: 插入代码主程序包含以下模块：1.系统初始化：配置P1.0引脚为输入模式，P1.1和P1.2引脚为输出模式。
2.温度检测：调用温度采集程序获取当前温度值，并判断是否超出指定范围。
3.温度报警：如果温度超出指定范围，则触发LED指示器和蜂鸣器进行报警处理。
4.LED指示器控制：根据温度超出指定范围的状态，对LED指示器进行开关控制。
5.蜂鸣器控制：根据温度超出指定范围的状态，对蜂鸣器进行开关控制。
温度采集程序TODO: 插入代码温度采集程序包含以下功能：1.向DS18B20发送获取温度命令。
2.从DS18B20读取温度数值。
3.根据读取到的值计算温度并返回。
系统实现过程本系统的实现过程包括系统硬件的组装和系统软件的编写。
硬件组装过程主要是将51单片机、温度传感器、LED指示器和蜂鸣器进行连接。
软件编写过程则是根据系统设计方案，编写相应的主程序和温度采集程序，并将程序烧录进51单片机中。
基于51单片机智能温度检测报警
DS18B20初始化
读取存储在 EEPROM的数据
按键检测与处理
判断是否正常 显示set_f==0？ 是 DS18B20温度采集 读取
否
判断是否设置 上限set_f==1？ 是
否
判断温度是否 超限？ 是 报警提示
显示设置上限 否
显示设置下限
关闭提示
显示温度值
四、软件设计——数码管显示子程序设计
开始
A
V
P2.0
P2.1
P2.2
P2.3
P2.4
P2.5
P2.6
P2.7
P0.7
P0.6
P0.5
P0.4
P0.3
P0.2
P0.1
P0.0
L
C
E
C
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
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3
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4
1
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5
6
7
8
9
0
1
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0
V
C
C
V
1
R
K
C
5
1
2
D
C W
1
2
9
W
2
8 4位数码管
S
Q W
3
8
3 6
5
W
4
5
K
K
K
E
E
E
Y
Y
Y
R
4
3
2
基于51单片机温度报警器设计
目录一、摘要 (1)二、设计方案论证 (2)（一）系统主机选择 (2)（二）温度传感器选择 (2)（三）液晶选择 (2)（四）报警电路选择 (3)三、硬件电路设计 (3)（一）设计思路： (3)（二）总体设计方框图2-1： (3)（三）原理图 (4)（四）单片机最小系统设计 (5)（五）AT89C52单片机芯片引脚功能介绍...................................... 5、6 （六）测温电路设计 . (8)（七）显示电路设计 ...................................................... 9、10 （八）报警电路设计 (10)四、软件设计 ........................................................ - 10 -（一）主程序流程图 ..................................................... - 11 - （二）测温程序 ......................................................... - 11 - （三）报警程序 ......................................................... - 12 -五、系统仿真 ........................................................ - 12 -六、总结与体会...................................................... - 13 -参考文献................................................................................................... - 14 -附录Ⅰ原理图.. (16)一、摘要在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制。
基于51单片机温度控制系统报警器任务书
2、如果温度超过上限，温度过高打开制冷继电器，如果温度低于下限，温度过低打开制热继电器。
2、如果1分钟内，没有温度调节到上下限范围内，则蜂鸣器报警。
进度安排：
xxx年xx月—xxx年xx月
调研资料的准备和筛选
xxx年xx月—xxx年xx月
规划出程序思路及设计相关程序模块
xxx年xx月—xxx年xx月
完成相关程序模块和硬件调试
xxx年xx月—xxx年xx月
完成论文
完成设计的条件因素：
1) 自己购买的器件以及工具设备。
2) 学校图书馆提供的文献、书籍，方便ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生查阅。
课题名称
基于51单片机温度控制系统报警器任务书
课题来源
其他
课 题
类 型
理论研究
实体设计
指导教师
Xxx
职称
xxx
学生姓名
xxx
学 号
xxx
专 业
xxx
班级
xxx
设计要求：
本设计由STC89C52单片机电路+数字温度传感器DS18B20电路+按键电路+蜂鸣器报警电路+继电器控制电路+LCD1602液晶显示电路+电源电路组成。
3) 相关老师和同学们的指导和帮助。
指导教师签名： 日期：xx年xx月xx日
任务书
基于51单片机温度报警器设计
基于51单片机温度报警器设计
以上
研究背景
随着电子技术的发展，温度报警器的应用已有很大的普及，它可以准确的检测温度，
并且控制环境温度，从而给生活带来很多实施便利性。
51单片机温度报警器的研究是一项极具挑战的任务，因为除了要考虑温度传感原理，还需要研究51单片机的软硬件结构。
本研究即以51单片机为主要研究环节，结合温度特性，设计一款简单实用的温度报警器。
研究方法
本研究使用51单片机，采用51系统软件编程，结合串口程序实现温度检测功能。
51
芯片单片机能够轻松实现温度采集、数据处理、报警控制功能，并且能够满足用户的一些
特定功能实现要求。
本研究还考虑了温度传感器、报警器等元件，并在实验过程中对报警
器进行了优化改进，保证数据测量和控制精度。
研究结果
通过实验，本研究设计出一款温度报警器，它采用51单片机，结合温度传感器和报
警器而成。
51单片机校准温度采集、数据处理计算，报警器可以根据用户自定义的告警值发出声光报警。
整个系统对温度的测量和报警控制能够达到用户的要求。
此外，该温度报
警器采用独立模块化设计，在现场控制时可以灵活配置参数，增加报警器的功能性。
通过本研究设计出一款51单片机温度报警器，能够准确地检测温度，当温度超出预
定值时，发出报警，实现环境温度的控制。
同时，本研究还研发出独立模块化的系统，可
以灵活的配置参数，显著提高其报警功能。
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基于51单片机的温度报警器设计
引言：温度报警器是一种用来检测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报的装置。
本文将基于51单片机设计一个简单的温度报警器，以帮助读者了解如何利用单片机进行温度监测和报警。
一、硬件设计
硬件设计包括传感器选择、电路连接以及报警装置的设计。
1.传感器选择
温度传感器的选择非常重要，它决定了监测温度的准确性和稳定性。
常见的温度传感器有热敏电阻（如NTC热敏电阻）、热电偶以及数字温度传感器（如DS18B20）。
在本设计中，我们选择使用DS18B20数字温度传感器，因为它具有高精度和数字输出的优点。
2.电路连接
将DS18B20与51单片机连接，可以采用一根三线总线（VCC、GND、DATA）的方式。
具体连接方式如下：
-将DS18B20的VCC引脚连接到单片机的VCC引脚（一般为5V）；
-将DS18B20的GND引脚连接到单片机的GND引脚；
-将DS18B20的DATA引脚连接到单片机的任意IO引脚。
3.报警装置设计
报警装置可以选择发出声音警报或者显示警报信息。
在本设计中，我们选择使用蜂鸣器发出声音警报。
将蜂鸣器的一个引脚连接到单片机的任意IO引脚，另一个引脚连接
到单片机的GND引脚。
二、软件设计
软件设计包括温度读取、温度比较和报警控制的实现。
1.温度读取
通过51单片机的IO引脚和DS18B20进行通信，读取DS18B20传感器
返回的温度数据。
读取温度数据的具体步骤可以参考DS18B20的通信协议
和单片机的编程手册。
2.温度比较和报警控制
将读取到的温度数据和设定的阈值进行比较，如果温度超过阈值，则
触发报警控制。
可以通过控制蜂鸣器的IO引脚输出高电平或低电平来控
制蜂鸣器是否发出声音警报。
三、工作原理
整个温度报警器的工作原理如下：
1.首先，单片机将发出启动信号，要求DS18B20开始温度转换。
2.单片机等待一段时间，等待DS18B20完成温度转换。
3.单片机向DS18B20发送读取信号，并接收DS18B20返回的温度数据。
4.单片机将读取到的温度数据与设定的阈值进行比较。
5.如果温度超过阈值，则控制蜂鸣器发出声音警报。
6.然后，单片机等待一段时间，再次进行温度检测。
四、实验结果分析
在实验中，我们通过在代码中设定一个温度阈值，当环境温度超过该阈值时，蜂鸣器发出声音警报。
通过改变温度传感器周围的环境温度，我们可以观察到报警装置的实时响应。
结论：通过基于51单片机的温度报警器设计，我们可以有效地检测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报。
这种温度报警器设计简单易懂，可以用于各种监测温度的应用场景。