单片机温度检测报警器课程设计Word文档格式.docx
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3.2数码管显示模块6
3.3AD转换模块6
3.4硬件元件清单8
4软件设计与仿真8
4.1主程序设计9
4.2仿真软件简介9
4.3仿真结果10
4.4系统调试12
4.5误差分析12
结束语13
附录：
程序清单13
参考文献17
内容摘要：
该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。
该系统能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。
该系统实现了对温度的自动监测，为设备的正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。
另外该方案显示部分采用数码管来显示温度。
关键词：
AT89C51ADC0808温度检测报警
Abstract：
ThetemperaturealarmsystemAT89C51controlchip,realizetemperaturedetectionalarmfunctionscheme.Thesystemcancollectreal-timetemperatureinformationaroundthatinternalproceduressetalarmequipped,accordingtodifferentapplicationenvironmentcanbesetdifferentalarmupper.Thesystemrealizestheautomaticmonitoringoftemperature,forthenormaloperationoftheequipmentprovidedacondition,intheindustrypracticalvalueandbroadapplicationprospect.Inadditiontheschemeshowspartadoptsdigitaltubetodisplaytemperature.
Keywords：
AT89C51ADC0808Temperaturedetectingalarm
1绪论
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，计算机的网络通讯与数据传输，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、摄象机、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、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发与应用必须重视。
温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。
随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。
在控制领域中，对温度的控制有着举足轻重的作用。
例如陶瓷的烧烤，只有控制住温度的适度，才能制作出一件完美的艺术品，否则只是一件废品；
还有如酿酒的过程，也需要对温度进行控制。
可见，在生活的许多方方面面都有着对温度进行感知和控制的需要。
本次设计的目的就是基于AT89C51单片机设计一个温度检测,报警的系统，该系统能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。
2系统设计
2.1设计任务与要求
2.1.1设计任务
基于AT89C51单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。
2.1.2设计要求
（1）实时温度检测并显示其对应的值。
（2）具有温度报警功能。
（3）可以设报警置温度上下限。
2.2方案的选择与论证
2.2.1总体设计方案
方案一：
基于STC89C51单片机通过读取温度传感器DS18B20测量温度后存储的数据，之后送去数码管显示。
当高于或低于一定温度将分别利用红黄灯报警。
此方案由于DS18b20测量温度范围为－55℃～+125℃，在工业生产中此范围较小。
而且由于编程时采用I2C通信，因此读取数据是时序要求较高，程序编写复杂。
本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难。
方案二：
采用51系列单片机作为整机的控制单元，将0-5V模拟电压信号通过AD0808模数转换成模拟温度值0-255℃，然后通过数码管显示其温度值。
此方案设计简单，编程容易，并且增宽了测量温度范围。
本设计采用第二种方案。
为了能够使系统具备检测温度的大小，利用51系列单片机为主控制器，通过AD0808检测由电位器分压输出的的电压值，从而输出模拟温度值0-255℃送入单片机，并且由其送去数码管显示，其中数码管通过74HC573驱动显示。
2.2.2显示部分
采用了键盘显示器接口控制器。
不仅简化接口引线，而且减小了软件对键盘显示器的查询时间，提高了CPU的利用率。
采用三位半的数字电压表直接对输出电压采样并显示输出实际电压值，一旦系统工作异常，出现预制值与输出值偏差过大，用户可以根据该信息予以处理。
3系统硬件设计
本系统由主控模块、彩屏显示模块、温度检测模块、报警模块和设定报警温度5个模块组成，系统硬件组成框图如图1所示。
系统总体电路原理图如图2所示。
图1系统硬件组成框图图2系统电路原理图
3.1主控器模块
本系统控制器芯片采用AT89C51单片机，其管脚图如图3所示。
AT89C51单片机
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，是低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
如图4单片机电路连接图。
图3管脚图图4单片机电路连接图
AT89C51管脚介绍:
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向IO口，每脚可吸收8TTL门电流。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向IO口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
图2.2.2
（1）AT89C51管脚
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向IO口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向IO口，可接收输出4个TTL门电流。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。
RST：
复位输入。
ALEPROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
3.2数码管显示模块
图5为液晶显示电路模块，图中为一个四位八段数码管，其接法为共阴极接法。
图5数码管显示电路
3.3AD转换模块
图6AD转换电路图图7DAC0808引脚图
AD转换电路图、ADC0808引脚图分别如图6、7所示。
DAC0808各引脚功能
ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行AD转换。
ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如右图所示。
各引脚功能如下：
1～5和26～28（IN0～IN7）：
8路模拟量输入端。
8、14、15和17～21：
8位数字量输出端。
22（ALE）：
地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
6（START）：
AD转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动AD转换）。
9（OE）：
数据输出允许信号，输入，高电平有效。
当AD转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
10（CLK）：
时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHZ。
12（VREF（+））和16（VREF（-））：
参考电压输入端
11（Vcc）：
主电源输入端。
13（GND）：
地。
23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：
3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路
3.4硬件元件清单
系统元器件清单见表1。
表1系统元器件清单
器件
数量
AT89C51
1
LED
2
四段八位数码管
ADC0808
蜂鸣器
三极管9013
排阻（10k）
电容（33p）
电阻（330）
滑动变阻器（1K）
晶振器
电阻（10k）
电容（10uF）
开关
4软件设计与仿真
本系统程序包括主程序、键盘扫描子程序、发送键码子程序、发送数据子程序、接收命令子程序等。
主程序用于系统初始化，子程序调度等。
键盘扫描子程序用于扫描键盘状态，将被按键的位置号存入缓冲器中。
发送键码子程序用于将缓冲区键的接通码或断开码发送给单片机接口。
发送数据子程序用于将数据发给单片机接口。
接收命令子程序用于接收单片机接口发来的键盘命令。
4.1主程序设计
主程序流程图如图9所示。
图8主程序流程图
4.2仿真软件简介
Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：
（1）实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；
有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
（2）支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：
ARM7（LPC21xx）、805152系列、AVR系列、PIC系列、HC11系列以及多种外围芯片。
（3）提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；
同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51uVision2、MPLAB等软件。
（4）具有强大的原理图绘制功能。
总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。
Proteus7.5是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的M
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