基于DS18B20和MQ2的单片机控制的温度烟雾报警系统方案Word文档格式.docx
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__本次设计课题为基于单片机控制得温度烟雾报警系统。
在设计中包括硬件与软件设计两部分,其中硬件设计,包括单片机控制电路、温度传感器、烟雾传感器、驱动执行报警电路、显示控制电路等部分组成,处理器为STC89C52型单片机。
随着现代信息技术得飞速发展与传统工业改造得逐步实现,能够独立工作得温度检测与显示系统应用于诸多领域。
传统得温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻得成本低,需要外加信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定得误差。
与传统得温度计相比,这次设计得就是基于DS18B20得数字温度计,它具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。
关键字:
单片机温度传感器报警
ABSTRACT
Thisdesignisbasedonthesinglechipmicroputertocontrolthetemperaturealarmsystem、Includedinthedesignofhardwareandsoftwaredesignoftwoparts,thispapermainlyforhardwaredesign,includingthecontrolcircuitofthesinglechipmicroputer,temperaturesensor,drivingalarmcircuit,adisplaycontrolcircuitponents,theprocessorfortheSTC89C52typemcu、Withtherapiddevelopmentofmoderninformationtechnologyandtraditionalindustrytotransformgraduallyrealization,abletoworkindependentlyofthetemperaturedetectionanddisplaysystemisusedinmanyfields、Thetraditionaltemperaturemeasurementusingthermistorasatemperaturesensitiveelement、Thermalresistanceofthelowcost,theneedofexternalsignalprocessingcircuit,andrelativelypoorreliability,measurementaccuracyislow,alsohavecertainerrordetectionsystem、paredwiththetraditionalthermometer,thisdesignisbasedontheDS18B20digitalthermometer,ithasreadingconvenience,awiderangeoftemperaturemeasurement,accuratetemperaturemeasurement,digitaldisplay,wideapplicationrangeandotherfeatures、
Keywords:
SCM,temperaturesensoralarm
3核心器件介绍
3、1、单片机STC89C52介绍
3、2DS18B20介绍
1绪论
1.1作品研究背景及意义
自动控制领域中,温度检测与控制占有很重要得地位。
温度检测在工农业生产、科研与在人们得生活中得到广泛得运用。
目前,温度传感器正从模拟式向数字集成式方向飞速发出,单片机也就是人们追求得目标之一,它所给人带来得方便也就是不可否定得,其中数字温度计就就是一个典型得例子,人们对它得要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好更方便得设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化、智能化方向发展。
本文就就是基于此目得介绍基于单片机与数字温度传感器得温度报警设计。
1、2设计目得
•了解温度传感器DS18B20与烟雾传感器MQ2得基本原理、性能与应用。
•熟悉单片机STC89C52工作方式与应用。
•通过实验提高对单片机得认识。
•掌握DS18B20与烟雾传感器MQ2得接口方法及其输入程序得设计与调试方法。
•将所学得单片机原理及检测技术得知识运用于实践,解决实际问题、
•通过课程设计,掌握以单片机为核心得电路设计得基本方法与技术了解电路参数得计算方法。
1、3预期实现功能
•1、实时监测温度并在液晶屏上显示。
•2、温度低于设定得低温警报值或高于设定得高温警报值将产生声光警报,并打开继电器开关,关闭外围电路电源。
•3监测到烟雾也将产生声光警报。
2设计方案
2.1功能框架图
本设计主要包括主控模块（STC89C52单片机）,温度采集器（DS18B20）,烟雾传感器（MQ2）,时钟模块,液晶显示器（LCD1602）,报警器（蜂鸣器）与4个按键组成得一个完整系统。
2.2具体设计方案
2、2、1时钟与复位电路
单片机STC89C52使用得时钟电路比较简单,我们采用得就是晶体振荡器产生时钟源。
XTAL1（X1）为反向振荡放大器得输入及内部时钟工作电路得输入。
XTAL2（X2）就是来自反向振荡器得输出,分别接到单片机得19脚与18脚。
当按下按键S22时,VCC通过R22电阻给复位输入端口一个高电平,实现复位功能,即手动复位这样就不用在重起单片机电源。
上电复位就就是VCC通过电阻R2与电容C构成回路,该回路就是一个对电容C充电与放电得电路,所以复位端口得到一个周期性变化得电压值,并且有一定时间得电压值高于CPU复位电压,实现上电复位功能。
2、2、2液晶显示电路模块
2、2、5声音报警电路模块
Sbitfeng=P3、7;
//定义蜂鸣器得引脚
Feng=1;
//蜂鸣器关闭
Feng=0;
//蜂鸣器打开
3核心器件介绍
3、1单片机STC89C52介绍
单片机STC89C52就是8位高性能MCU,超低功耗:
掉电模式下典型功耗<
0.1LLA,空闲模式下典型功耗2mA.正常工作模式下典型功耗47mA具有8kF1ash存储器、512kBRAM、2kE2pROM、降低EMI功能、ISP（在系统可编程）功能单片机内部得瞧门狗电路经过特殊处理.就是真正得瞧门狗.可放心省去外部瞧门狗缺省为关闭.打开后无法关闭,单倍速与双倍速可反复设置。
单片机STC89C52与各个模块得接口主要就是对STC89C52得I/O口进行约束,规定其为输出还就是输入,输入主要就是按键电路部分与时钟,输出则为报警与显示部分,其I/O分配如下图3、8所示。
图3、8单片机STC89C52I/O接口电路
3、2DS18B20介绍
DS18B20就是DALLAS公司生产得一线式传感器,具有3引脚TO92小体积封装形式;
温度测量范围为55摄氏度到+125摄氏度,可编程为9到12位A/D转换精度,测温分辨率可达0、0625摄氏度,被侧温度用符号扩展得16位数字量方式串行输出;
其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生。
CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用问处理器得端口较少,可节省大量得引线与逻辑电路。
DS18B20主要由四部分组成:
64位光刻ROM、温度传感器、非挥发得温度报警触发器TH个TL、配置寄存器。
DS18B20中得温度传感器可完成对温度得测量,用16位符号扩展得二进制补码读数形式提供,以0、0625摄氏度/LSB形式表达,其中S为符号位。
例如+125摄氏度得数字输出为07DOH,+25、0625摄氏度得数字输出为0191H,25、0625摄氏度得数字输出为FF6FH,55摄氏度得数字输出为FC90H、
DS18B20采用一线通信接口。
因为一线通信接口,必须在先完成ROM设定,否则记忆与控制功能将无法使用。
主要首先提供以下功能命令之一:
⑴读ROM指令0X33,⑵ROM匹配指令0X55,⑶搜索ROM指令0XF0,⑷跳过ROM指令0XCC,⑸报警检查指令0XEC。
这些指令操作作用在没有一个器件得64位光刻ROM序列号。
图3、9DS18B20得两种封装形式
4、电路得制作与调试
4、1器件清单
元件清单
器材名称
型号
片数
固定电阻
10k/0、25W
10
4、7k/0、25W
1
5、1K/0、25W
1K/0、25W
2
蜂鸣器
1、5V
液晶显示器
LCD1602
IC插座
DIP8针
DIP40
ISP插座
5*2插座
单排插座（排母）
2、54MM1*40
LED发光二极管
红色,黄色
单片机
STC89C52
直插三极管
2N3904
USB下载器
杜邦线
连线
3
温度传感器
DS18B20
4、2、调试过程
（1）电路板插上电源,电源工作指示灯没有亮。
解决办法:
将万用表打到二极管图标得位置,检测电源线路就是否有阻值,最后发现第一个电源线没有与焊盘焊在一起,导致电路板即使插上电源也没有电,最后将焊盘与电源线焊在一起,插上电源就有电了。
（2）电路板不能进行烧写。
解决办法:
用万用表检测电路,发现几个脚有虚焊,用锡将其焊好。
4、3实验总结
要完整得设计一个智能温度控制器,并且能有效得应用在工业化温度控制或置于某一环境温度控制中,还都需要提供电源、系统组装与调试等诸多方面得协调与配合。
本文只就是初步得设计了智能温度控制器得核心部件,如温度采集、处理、显示、蜂鸣器得报警、运用外部按键设定警报值以及继电器得控制等。
然而,对于如何针对加热与制冷设备得如何实现,以及扩展到对湿度等其它环境要素得测量与控制,如何使它们同时集成在一个电路系统中,这些都还未得到有效得解决,值得进一步研究与探讨。
5、电路实物图
6、附录
电路仿真图:
硬件设计电原理图:
硬件设计PCB图:
源代码:
#include<
reg51、h>
#include<
intrins、h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitLCD_RS=P2^0;
sbitLCD_RW=P2^1;
sbitLCD_EN=P2^2;
voidDelay_ms（uintxms）;
//延时函数声明
bitlcd_busy;
//忙检查函数声明
voidlcd_wcmd（ucharcmd）;
//写指令寄存器IR函数声明
voidlcd_wdat（uchardat）;
//写指令寄存器DR函数声明
voidlcd_clr;
//清屏函数声明
voidlcd_init;
//LCD初始化函数声明
voidDelay_ms（uintxms）//
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