基于单片机和DS18B20的多点温度检测报警系统Word格式文档下载.docx

1、摘 要本文主要介绍以 STC89C51 单片机为上位机、以数字温度传感器DS18B20 为温度采集元件的多点温度检测报警系统，其主要可以分为五个模块：温度检测模块、数据处理模块、 温度显示模块、异常报警模块和系统设置模块。该系统可以将各点的温度值实时的在上位机显 示屏显示，还可以通过按键对各点的温度限值进行设定，当实际温度值超出系统温度限值时就 会触发蜂鸣器进行报警。该系统成本低、设备稳定，适用于家居、商场以及一些小型企业的仓 库的温度检测与监视。关键词单片机；数字温度传感器；温度采集与报警Multi-channel Temperature Detection Alarm System Bas

2、ed on Microcomputer and DS18B20引言随着我国人民生活水平的日益提升，人们越来越重视我们的人身安全问题。现实生活中由 于温度高于（或低于）温度限值而引发的火灾、爆炸等事故是人身安全的一重大隐患，显然有 效地降低此类事故的发生显得格外重要，而这一目标的实现必须依靠先进的控制技术和设备对 环境温度进行监控。传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器的输出为模 拟信号，必须利用A/D 转换器获得数字信号后才能进行数据的处理，这使得电路的设计较复杂，而且制作成本也比较高。基于DS18B20 数字温度传感器，设计出了一个温度测量、显示及报警系统。该系统由51 单片

3、机 STC89C51 控制，并由液晶显示屏实时显示温度，也可设定系统温度的上限与下限，以便在温度超过或低于限值时进行报警。1 数字温度传感器DS18B20 的结构特征介绍1.1 DS18B20是一种集成化的数字温度传感器，广泛应用于实验室、仓库以及车间等场 所，其主要特性如下。（1） 采用“单总线”接口方式；（2） 将温度值转换成数字的速度很快；（3） 电压适应范围较宽，电压范围：3.05.5V；（4） DS18B20 内部完整的集成了传感器件和转换电路；（5）温度测量范围：55125，在 1085时精度为0.5；（6）DS18B20 支持多点组网功能，可将多个DS18B20 并联在一起，实现

4、多点测温。1.2 DS18B20的工作原理及应用DS18B20主要完成温度检测与数据处理的任务，其在温度值转换成数字时需要先由单片机向其发送一个信号，其接收到后即进行温度的采集，将温度值转换成数字信号并发送给单片 机，如此就完成了一个工作周期。系统在运行中DS18B20 不断地重复着上述工作，实时的将温度情况呈现出来，从而达到了对温度场实时监控的目的1。2 单片机 STC89C51STC89C51单片机是一种功耗低、性能高且完善的MCS-51 内核的 8 位单片机，其内部由8 个部分组成，即CPU、4KB 的 ROM、128B 的RAM、输入/输出接口（I/O 口）、串口、两个 16 位的计数

5、/定时器、特殊功能寄存器和中断系统。其功能强大，在各个领域中都有使用， 比如说智能仪表、家用电器以及军事武器等领域2-3。3 系统的硬件设计3.1 系统电路原理图单片机选用 STC89C51，采用 12MHz 的晶振，液晶显示屏的一些引脚与单片机P0 相连， 由于 P0 口没有内置上拉电阻，所以需要外接一个排阻作为上拉电阻。多点检测的温度值可以在液晶屏上一起显示，消除了需要采用多块数码管才能显示的问题，简化了电路的设计，并且 也提高了显示的稳定性和清晰度。由于不同点的传感器的序列号不同，从而能够使单片机识别 并确定温度值是从哪个传感器传送过来的，可以准确地同时显示不同点。3 路 DS18B20

6、 的电路原理图如图1 所示。3.2 系统的工作原理工作时，接上电源后，单片机向DS18B20 发送复位信号，DS18B20 接到复位电平后向单片机发送一个存在脉冲，两者达成通信协议。CPU 发送一个复位信号对DS18B20 进行复位， 接着通过存在脉冲与DS18B20 建立通信协议，然后发送ROM、RAM 指令对 DS18B20 的工作进行控制。单片机接收到数据，对数据进行处理、比较后在显示屏上显示。该系统还可以通过按键来对系统的温度限值进行设定，通过key1 可以分别对不同的温度传感器进行模式设定（key1 按一下则选中A 点的传感器，按第二、三下则分别选中B、C 点的传感器），然后利用ke

7、y2（上调键）和 key3（下调键）选择合适的温度限值。当实际的温度值超过（或低于）设定好的系统温度限值时，会立刻触发报警模块（蜂鸣器鸣叫）并且显示屏上相应的温度值也会不停地跳动，以便让工作人员知道是哪一处的温度出现了异常、及时处理4。4 系统的软件设计本系统采用高级的单片机C 语言编写程序，根据硬件电路中各模块的设计与功能，编写了相应的软件程序。5 结束语本文主要介绍了以STC89C51 单片机和 DS18B20 为核心的多点温度测量报警系统，涉及了硬件、软件的设计与结合，综合了电气类学生所需的大部分专业知识。系统电路构造清晰、 简单，适用于商品仓库、冰库、配电房等地方。文中只对3 路检测系统进行了介绍，实际中如果需要对更多点的温度进行检测和监控，只需在原有系统上添加相应数量的传感器、修改相应 的控制程序即可，操作简单。参考文献1尹静.单片机原理及应用技术M.北京：清华大学出版社，2011.15-18.2兰羽，白洁.基于 STC89C52 的恒温控制系统设计J.工业加热，2013，（05）：21-24.3 靳宏立.基于 STC89C52 和 DS18B20 的多路温度检测报警系统J.科技向导，2013，（17）：83-84.4 宋文绪. 传感器与检测技术M. 北京： 高等教育出版社，2004.20-34.