单片机课程设计温度检测报警器

摘 要 随着现代信息化技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能独立工作的温度检测系统已广泛应用于各种不同的领域。本文介绍了一个基于AT89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温系统，并用LED数码管显示温度值，易于读数。系统电路简单、操作简便，系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。

关键字： AT89C52；DS18B20；LED数码管 目 录 1.问题描述...............................................1 2.设计思想...............................................1 3.硬件设计...............................................1 3.1主要构成电路......................................1 3.2单片机最小系统设计................................2 3.3温度检测电路......................................3 3.4显示电路..........................................4 3.5报警电路..........................................4 4.软件设计及程序编写.....................................5 5.仿真分析...............................................6 6.课程设计总结...........................................6 参考文献.................................................7 附录I系统原理图.........................................8 附录II元器件清单........................................8 附录III系统PCB板图.....................................9 附录IV源程序...........................................10 C语言部分...........................................10 汇编部分............................................14 1

1 问题描述 设计一个温度检测报警器，用2位LED数码管显示出当前环境温度值；温度范围为85oC~90oC，精确度为±1 oC；当温度值小于85oC或大于90oC报警。

2 设计思想 本系统由主控制部分、温度采集部分、数据显示部分和蜂鸣器报警部分等四部分组成。系统主控部分采用的主控芯片是AT89C52单片机，通过对温度采集部分采集的数据进行数据处理后，控制数据的显示。当温度达到预设报警值时，单片机发送控制命令报警。数据采集部分主要通过温度传感器实时的采集当前环境温度，然后传给主控部分的单片机。

3 硬件设计 3．1主要构成电路 按单路温度检测报警器的功能要求，决定采用如图1所示的模块组成系统，主要包括单片机控制器、温度检测电路、LED数码管显示电路、报警电路。

图3.1 温度检测报警器系统组成框图 单片机 温度检测

显示

蜂鸣报警 2

3．2单片机最小系统设计 目前的单片机开发系统只能够仿真单片机，却没有给用户提供一个通用的最小系统。由设计的要求，只要做很小集成度的最小系统应用在一些小的控制单元。其应用特点是: （1）全部I/O口线均可供用户使用。 (2）内部存储器容量有限（只有4KB地址空间）。 （3）应用系统开发具有特殊性。

图 3.2 最小系统图 单片机最小系统如图3.2所示，其中有4个双向的8位并行I/O端口，分别记作P0、P1、P2、P3，都可以用于数据的输出和输入，P3口具有第二功能为系统提供一些控制信号。时钟电路用于产生MCS-51单片机工作所必须的时钟控制信号，内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序指令工作。MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片的引脚XTAL1，输出端为XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。电路中的微调电容通常选择为30pF左右，该 3

电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶体的振荡频率为12MHz。 把EA脚接高电平，单片机访问片内程序存储器，但在PC值超过0FFFH（4Kbyte地址范围）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。 MCS-51的复位是由外部的复位电路来实现。采用最简单的外部按键复位电路。按键自动复位是通过外部复位电路的来实现的。

3．3温度检测电路 温度检测电路主要任务是把温度信号转换为电信号，转换的方法有很多，在本实验中。 我采用了温度传感器DS18B20芯片，DQ口线要接4.7KΩ左右的上拉电阻连接单片机的P3.7管脚。

图 3.3 温度传感电路图 DS18B20的性能特点： 采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值，测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃，适配各种单片机或系统机。 CPU对DS18B20的访问流程： 先对DS18B20初始化，再进行ROM操作命令，最后才能对存储器操作，数据操作。DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。 如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。 4

3．4显示电路 在单片机接到模数转换器输入的信号后，通过单片机控制从P0口输出到共阴的两位LED数码管显示。

图 3.4 数码管显示电路图 3.5报警电路 在本设计中采用单频音报警电路，适合在单片机应用系统中使用，P3.6接蜂鸣器，当P3.6输出是高电平“1”时，蜂鸣器停止鸣响，当输出为低电平“0”时，蜂鸣器报警鸣响。

图 3.5 蜂鸣器报警电路图 5

4 软件设计及程序编写 本设计程序系统主要程序也是由四部分组成的：单片机控制部分、温度检测部分、LED数码管显示部分和蜂鸣器报警部分，其主程序执行可以通过以下的流程图来证实：

图4.1主流程图 开始

关闭蜂鸣器 Y N DS18B20测温

<85℃ 或>90℃

蜂鸣报警 LED数码管

显示温度

结束 6

程序编写

ORG 0000H

DQ EQU P3.7 TEMPER_L EQU 29H;用于保存读出温度的低8 位 TEMPER_H EQU 28H;用于保存读出温度的高8 位 ZHENG EQU 30H DIS_DUAN EQU P0 DIS_1 EQU 21H ;十位段码存储位置 DIS_2 EQU 20H ;个位段码存储位置 MOV DIS_1,#0 MOV DIS_2,#0

MAIN: ACALL GET_TEMPER;调用读温度子程序 ACALL CHULI ACALL BEEP ACALL DISPLAY ;调用数码管显示子程序 CPL P1.0 AJMP MAIN BEEP: MOV A,ZHENG CLR C CJNE A,#90,SOUND1 NOSOUND: SETB P3.6 RET SOUND1: JB CY,SOUND2 CLR P3.6 RET SOUND2: 7

MOV A,ZHENG CLR C CJNE A,#85,SOUND3 AJMP NOSOUND SOUND3: JNB CY,NOSOUND CLR P3.6 RET INIT_18B20: SETB DQ NOP CLR DQ MOV R0,#250 ;主机发出延时501微秒的复位低脉冲 DJNZ R0,$ SETB DQ ;然后拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#25H TSR2: JNB DQ,TSR3 ;等待DS18B20 回应 DJNZ R0,TSR2 TSR3: MOV R0,#117 TSR4: DJNZ R0,TSR4 ;时序要求延时一段时 SETB DQ RET GET_TEMPER: ;读取温度值 SETB DQ ACALL INIT_18B20;先复位DS18B20