毕业设计论文-----基于PLC的温度报警器设计Word格式.doc

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第五章实习总结与体会 11

5.1总结 11

5.2心得体会 11

参考文献 13

附录 14

1.源程序清单：

14

2元器件清单 17

3电路原理图 18

前言

本次实习分为两个部分，第一部分是温度报警器的设计与制作，第二部分是实地参观。

温度报警器广泛应用于工农业生产以及日常生活中：

环境温度检测，机房温度监测及报警，蔬菜大棚、花窖、鱼塘水温监测，工厂用的烘箱、电炉，汽车低温报警（提示司机路面结冰），实验室，冷库、仓库温度监测及报警等等，其研究具有一定的学术价值和广泛的市场前景。

基于其广泛的实用价值，本次实习就选择了温度报警器的设计与制作。

通过本次实习实现以下三个目标：

第一，让学生再一次感受单片机的用途，更加熟悉软件程序的编写，熟练使用proteus仿真软件，也在于提高学生的焊接技术。

第二，培养勤于思考的习惯，通过设计并制作电子产类品，增强学生这方面的自信心及兴趣，同时本次实习分为2-3个同学一组，也在于培养学生团结合作的精神。

第三，实习设计也为后续的毕业设计打基础，让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，逐步掌握工程设计的步骤和方法，适应以后工作需要。

实地参观的目的是为了让学生更清楚电子产品的生产流程，市场情况，为走向社会参加工作做准备。

摘要

该温度报警器以AT89S52单片机为控制核心，再配合热敏电阻PT100温度检测电路、AD0801转换器、单刀单掷继电器、报警电路、复位电路以及2个LED数码管来实现对环境温度的实时监测,并能在预设的温度范围内用LED显示,同时在超过预设范围时产生报警信号。

本文分析了温度传感器的工作原理,系统硬件电路以及软件部分的设计。

该系统软件采用C语言实现，方便移植且开发简单。

本温度报警器功能实用、成本低廉、操作方便、有一定的实用价值。

关键词：

AT89S52温度检测LED数码显示报警

第一章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：

继电器

蜂鸣器

AD0801

模数转换器

温度

检测

LED显示

AT89S52

单

片

机

图1-1温度报警器系统

18

第二章系统硬件

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2-1AT89S52的管脚分配图

2.2温度采集电路

2.2.1PT100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：

（1）测量范围：

-200℃~+850℃；

（2）允许偏差值△℃：

A级±

（0.15+0.002|t|），B级±

（0.30+0.005|t|）；

（3）最小置入深度：

热电阻的最小置入深度≥200mm；

（4）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。

2.3A/D转换电路

2.3.1ADC0801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，A/D转换时间为64us。

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AT89S52RD相连，WR也是跟AT89S52WR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2-3A/D转换电路图

2.4温度显示电路

2.4.1LED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

整个温度报警器在proteus中的仿真如图2-5所示：

图2-5温度报警器系统仿真

第三章系统软件设计

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：

开始

继电器控制

系统初始化

启动AD转换

读取AD转换的结果

数码管显示

判断温度

蜂鸣器报警

图3-1程序流程图

第四章参观实习

本次实习我们去了两个地方参观。

首先，在老师的带领下我们去了自贡市华峰电子科技有限公司参观，该公司主要是生产各种电容产品。

到达目的地后，该公司的领导先跟我们讲了一些规则制度和注意的事项，然后就带领我们参观各生产车间。

我们参观了电容原材料的定型、上引脚、上色、参数测量、通电、质量检测和产品包装各个生产环节，参观的同时领导还给我们做了很详细的讲解，与工作人员的交流让我们更加清楚了电容产品的生产全过程。

第二天我们参观了自贡市电视信号发射塔。

电视塔里的仪器都是超高电压设备，我们都很注意安全。

参观时老师给我们详细介绍了信号是如何通过设备接收进来，又是如何进行频率调制，最后再如何通过发射设备发送出去。

最后我们还登上塔顶体验了电视塔的高度。

第五章实习总结与体会

5.1总结

热敏电阻采集到温度后经A/D转换成信号送入单片机，经过数码管显示出温度，同时判断是否超出了18度至70度的范围，超出了则断开开关并启动蜂鸣器发出警报声，若没有超出就自然显示温度。

该温度报警器在proteus中仿真理论上基本可以实现，但是在仿真过程中还是发现了LED数码管显示并没有按照程序设定的一个温度值一个温度值的变化，而是两个温度值两个温度值的变换。

我个人觉得可能是proteus数字仿真软件在仿真过程中存在延迟或者是误差，还有一个原因就是LED动态显示程序的延迟程序存在一些问题。

由于自己在理论知识上还存在一些缺陷，问题最终还是没有在proteus仿真中得到很好的解决。

我决定在万用板上面焊接好然后再在硬件上调试我们的温度报警器。

在焊接电路时出现了线路连接错误，还好组员及时发现并改正过来。

报警器做好后在老师的帮助下基本实现了设计的功能。

5.2心得体会

实习这几天虽然有些幸苦，但是我收获很大。

本次实习在设计和制作温度报警器的过程中，我们对在校学习的单片机知识、电路知识以及C语言程序设计知识有一个全面的检验，在制作过程中我们也体验了从电路图的绘制到元器件的焊接组装调试的全过程。

为做设计我查阅了大量资料：

PT100铂金属温度传感器实用说明书、AT89S52单片机数据手册、LED数码管资料、继电器工作原理、proteus单片机仿真入门、keiluvision3学习资料、AD0801的数据手册等等。

我学会了proteus单片机仿真软件使用的基本步骤，了解了各个元器件在proteus中的表示，掌握了proteus和keiluvision3联调的方法，以及AD0801、AT89S52、测温电路基本连接方法，也再一次熟练并提高了焊接技术，更培养了我更加细心、耐心的素质。

在这个过程中我们遇到了很多问题，也解决了很多问题，对提升我们发现问题并解决问题的能力有很大的帮助，也是我们参加工作前的一次大练兵，让我们在以后从事相关工作的时候更得心应手。

此次实习，也让我发现不管是在理论上，还是在动手能力上我还存在一些问题，需要有更多的机会锻炼。

实地的参观实习也让我们对电子仪器生产、市场有了一定的了解，也真切的感受到了学校里的制作与实际的生产之间存在的差距，为进入社会工作提前上了一堂课。

总的来说，此次实习我的收获很大，也非常感谢指导老师给我们的细心指导。

参考文献

[1]何立民.单片机应用系统设计[M].北京：

清华大学出版社，2005

[2]吴金戎.8051单片机实践与应用[M].北京:

[3]胡斌.图表细说电子元器件[M].北京：

电子工业出版社，2005

[4]王福瑞.单片微机测控系统设计大全[M].北京：

电子工业出版社，2006

[5]姜志海.单片机原理及应用[M].北京：

[6]黄正祥，邓怀雄，郭延文，周书.基于MCS-51单片机的温度控制系统[J].现代电子技术，2005，6：

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