基于DS18B20和MQ2的单片机控制的温度烟雾报警系统.docx

1、基于DS18B20和MQ2的单片机控制的温度烟雾报警系统福建师范大学协和学院传感器技术作品设计作品名称：单片机控制的温度烟雾报警系统系 别: 信息技术系 专 业： 电子信息工程 班 级： 1班 学 号： 学生姓名： 2012年 11 月 10 日摘 要_本次设计课题为基于单片机控制的温度烟雾报警系统。在设计中包括硬件和软件设计两部分，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。随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测与显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度

2、敏感元件。热敏电阻的成本低，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，检测系统也有一定的误差。与传统的温度计相比，这次设计的是基于DS18B20的数字温度计，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 This design is based on the single chip microcomputer to control the temperature alarm system. Included in the design of hardware and software design of tw

3、o parts, this paper mainly for hardware design, including the control circuit of the single chip microcomputer, temperature sensor, driving alarm circuit, a display control circuit components, the processor for the STC89C52 type mcu. With the rapid development of modern information technology and tr

4、aditional industry to transform gradually realization, able to work independently of the temperature detection and display system is used in many fields. The traditional temperature measurement using thermistor as a temperature sensitive element. Thermal resistance of the low cost, the need of exter

5、nal signal processing circuit, and relatively poor reliability, measurement accuracy is low, also have certain error detection system. Compared with the traditional thermometer, this design is based on the DS18B20 digital thermometer, it has reading convenience, a wide range of temperature measureme

6、nt, accurate temperature measurement, digital display, wide application range and other features. Key words: SCM, temperature sensor alarm 目 录摘 要 IIABSTRACT III1 绪论 1.1 作品研究背景及意义 1.2设计目的 1.3预期实现功能 2 设计方案 2.1 功能框架图 2.2 具体设计方案 2.2.1时钟和复位电路 2.2.2 液晶显示电路 2.2.3声音报警电路 3核心器件介绍 3.1.单片机STC89C52介绍 3.2 DS18B20

7、介绍 4 电路的制作与调试 4.1 器件清单 4.2 调试过程 4.3 实验总结 5. 电路实物图 6. 附录 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的地位。温度检测在工农业生产、科研和在人们的生活中得到广泛的运用。目前，温度传感器正从模拟式向数字集成式方向飞速发出，单片机也是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好更方便的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。本文就是基于此目的介绍基于单片机和数字温度传感器的温度报警设计。1.2

8、 设计目的 了解温度传感器DS18B20和烟雾传感器MQ-2的基本原理、性能与应用。 熟悉单片机STC89C52工作方式和应用。 通过实验提高对单片机的认识。 掌握DS18B20和烟雾传感器MQ-2的接口方法及其输入程序的设计和调试方法。 将所学的单片机原理及检测技术的知识运用于实践，解决实际问题. 通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术了解电路参数的计算方法。 1.3预期实现功能 1.实时监测温度并在液晶屏上显示。 2.温度低于设定的低温警报值或高于设定的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

9、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（MQ-2）,时钟模块，液晶显示器（LCD1602），报警器（蜂鸣器）和4个按键组成的一个完整系统。2.2 具体设计方案 2.2.1时钟和复位电路单片机STC89C52使用的时钟电路比较简单，我们采用的是晶体振荡器产生时钟源。XTAL1（X1）为反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2(X2)是来自反向振荡器的输出，分别接到单片机的19脚和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。上电复位就是VCC

10、通过电阻R2和电容C构成回路，该回路是一个对电容C充电和放电的电路，所以复位端口得到一个周期性变化的电压值，并且有一定时间的电压值高于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Sbit feng=P3.7;/定义蜂鸣器的引脚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是8位高性能MCU，超低功耗：掉电模式下典型功耗01 LLA，空闲模式下典型功耗2 mA正常工作模式下典型功耗4 7 mA 具有8kF1ash存储器、512 kB RAM、2k E2pROM、降低EMI功能

11、、ISP(在系统可编程)功能 单片机内部的看门狗电路经过特殊处理是真正的看门狗可放心省去外部看门狗 缺省为关闭打开后无法关闭，单倍速和双倍速可反复设置。单片机STC89C52和各个模块的接口主要是对STC89C52的I/O口进行约束，规定其为输出还是输入，输入主要是按键电路部分和时钟，输出则为报警和显示部分，其I/O分配如下图3.8所示。图3.8单片机STC89C52 I/O接口电路3.2DS18B20介绍DS18B20是DALLAS公司生产的一线式传感器，具有3引脚TO-92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0.062

12、5摄氏度，被侧温度用符号扩展的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，占用问处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。DS18B20主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH个TL、配置寄存器。DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，用16位符号扩展的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摄氏度的数字输出为07DOH，+25.0625摄氏度的数字输出为0191H,-25.0625摄氏度的数字输出为FF6FH,-5

13、5摄氏度的数字输出为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，否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一：读ROM指令0X33， ROM匹配指令0X55，搜索ROM指令0XF0， 跳过ROM指令0XCC， 报警检查指令0XEC。这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号。 图3.9 DS18B20的两种封装形式4.电路的制作与调试4.1器件清单元件清单 器材名称型号片数固定电阻10k/0.25W10固定电阻4.7k/0.25W1固定电阻5.1K/0.25W1固定电阻1K/0.25W2蜂鸣器1.5V1液晶显示器LCD1602

14、1IC插座DIP8针2IC插座DIP401ISP插座5*2插座1单排插座（排母）2.54MM 1*401LED发光二极管红色，黄色2单片机STC89C521直插三极管2N-39041USB下载器STC89C521杜邦线连线3温度传感器DS18B2014.2. 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的位置，检测电源线路是否有阻值，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，最后将焊盘和电源线焊在一起，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

15、要完整的设计一个智能温度控制器，并且能有效的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的协调和配合。本文只是初步的设计了智能温度控制器的核心部件，如温度采集、处理、显示、蜂鸣器的报警、运用外部按键设定警报值以及继电器的控制等。 然而，对于如何针对加热和制冷设备的如何实现，以及扩展到对湿度等其它环境要素的测量和控制，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的解决，值得进一步研究和探讨。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 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit LCD_RS=P20; sbit LCD_RW=P21; sbit LCD_EN=P22; vo