温度报警器课程设计

一温度报警器系统总体设计方案

通过PT100热敏电阻对温度进行采集，随着温度的变化，PT100的阻值也会随着变化，则通过自制的桥式测温电路的分压也会发生变化，由于变化的分压不是很大，所以采取UA741CN放大器将变化的电压进行放大，放大到AD0801模数转换器能够处理的范围之内。经模数转换后的温度信号传入到AT89S52单片机，再由单片机控制继电器、蜂鸣器和数码管来实现温度控制、报警、显示的功能。当温度在18度至70度之间时，系统正确显示温度，当温度超出这个范围时系统在显示温度的同时发出警报声。系统原理图见图1-1所示：

图1-1 温度报警器系统

二系统硬件

2.1 单片机

由于温度报警器的核心就是单片机，单片机的选择将直接关系到控制系统的工作是否有效和协调。本设计采用MCS-51系列的AT89S52单片机，因为AT89S52单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。

8051包含了8位CPU，片内振荡器，8K字节ROM,256字节RAM,3个16位定时器/计数器等。AT89S52的管脚分配如图2-1

图2-1 AT89S52的管脚分配图

2.2 温度采集电路

2.2.1 PT100温度传感器

PT100温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器，主要技术参数如下：

测量范围：-200℃~+850℃；

允许偏差值△℃：A级±（0.15+0.002|t|），B级±（0.30+0.005|t|）；

最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm；

允通电流≤5mA。

因为PT100是将温度转换为电阻，而单片机处理的为数字电压信号，则要将电阻转换为电压，同时对电压信号进行放大后输入A/D转换ADC0801的VI+端口。

2.2.2 桥式测温电路

桥式测温的典型应用电路如图2-2所示

图2-2 桥式测温电路

测温原理：采用 R1、R2、VR2、Pt100 构成测量电桥（其中 R1＝R2，VR2 为100Ω精密电阻），当 Pt100 的电阻值和 VR2 的电阻值不相等时，电桥输出一个mV 级的压差信号，这个压差信号经过运放 UA741 放大后输出期望大小的电压信号，该信号可直接连 AD 转换芯片。差动放大电路中 R3＝R4、R5＝R6、放大倍数＝R5/R3，运放采用单一 5V 供电。

2.3 A/D转换电路

2.3.1 ADC0801介绍

ADC0801是8位全MOS中速A/D 转换器、它是逐次逼近式A/D 转换器，片内有三态数据输出锁存器，可以和单片机直接口接。其主要引脚功能如下：（1）RD，WR：读选通信号和选通信号（低电平有效）。

（2）CLK：时钟脉冲输入端，上升有效。

（3）DB0—DB7是输入信号。

（4）CLKR：内部时钟发生器外接电阻端，与CLKIN端配合可由芯片自身产生时钟脉冲，其频率为1/1.1RC。

（5）CS：片选信号输入端，低电平有效，一旦CS有效，表明A/D转换器被选中，可启动。

（6）WR：写信号输入，接受微机系统或其它数字系统控制芯片的启动输入端，低电平有效，CS、WR同时为低电平时，启动转换。

(7)INTR：转换结束输出信号，低电平有效，输出低电平表示本次转换已完成。该信号常作为向微机系统发出的中断请求信号。

（8）CLK:为外部时钟输入端，时钟频率高，A/D转换速度快。允许范围为10-1280KHZ，典型值为640KHZ，此时，A/D转换时间为10us。通常由MCS—51单片机ALE端直接或分频后与其相连。当MCS单片机与读写外，RAM操作时，ALE 信号固定为CPU时钟频率的1/6，若单片外接的晶振为6MHZ，则1/6为1MHZ。

2.3.2 A/D转换电路工作原理

ADC0801的A/D转换结果输出端DB0—DB7与8051的P0.0-P0.7相连。RD与AT89S52 RD相连，WR也是跟AT89S52 WR相连。CS、VIN+接地。（低电平有效）ADC0801的两模拟信号输入端，用以接受单极性、双极性和差摸输入信号，与WR 同时为低电平A/D转换器被启动切在WR上升沿后100 模数完成转换，转换结果存入数据锁存器，同时，INTR自动变为低电平，表示本次转换已结束。如CS、RD同时来低电平，则数据锁存器三态门打开，数字信号送出，而在RD高电平到来后三态门处于高阻状态。A/D转换电路如图2-3所示。

图2-3 A/D转换电路图

2.4 温度显示电路

2.4.1 LED数码管显示原理

共阴数码管管脚分配如图2-4所示：

图2-4 数码管显示原理

三、系统软件设计

3.1 软件设计思路

软件设计的任务包括启动A/D转换、读A/D转换结果、温度显示等，其中启动A/D转换、读A/D转换结果、温度显示、温度控制等工作都在主程序中完成。

3.2 程序流程

程序流程图如图3-1所示：

图3-1 程序流程图

电路原理图

3.3.源程序清单：

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit wr=P3^6;

sbit rd=P3^7;

sbit JRC=P3^1;

sbit FM=P3^0;

uchar data led[4];

unsigned char code tab[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; /******************1ms延时函数************/

delay(int t)

{

int i,j;

for(i=0;i

for(j=0;j<50;j++) ;

}

void start()

{

wr=1;

wr=0;

wr=1;

}

/************************************************