温度检测系统.pptx

温度监测系统 1 设计任务 测温范围为-55+125 数码管显示所测温度值 可用按键设置最高/低温度值 若所测温度超过设置的温度，蜂鸣器报警 2 设计分析 在工业生产过程和科研工作中很多时候需要对 温度进行测量和控制，数字式温度测量是采用 数码管直接显示出被测温度值，这种数字显示 不仅直观而且便于控制。 本课题的设计是基于DS18B20的温度显示系 统。该系统设计分为5个模块：主控模块、温 度获取模块、温度显示模块、按键控制模块和 超限报警模块。单片机从温度传感器获取数据 并进行处理，之后送入显示模块，按键用于设 置上下限温度，蜂鸣器用于超限报警。显示模 块采用四个数码管进行显示当前环境温度。 硬件电路框图 STC12C5A08S2 主控模块 显示模块 DS18B20 温度获取 报警模块 键盘控制 系统工作流程：系统上电后，若一切工作正常，实时采集温 度数据，并对数据处理，既转换成温度值并通过数码管显示， 转换的温度与所设置的最高温度值与最低温度值进行比较，如 果测得当前温度超限，蜂鸣器就一直蜂鸣。通过按键可以设置 最高温度和最低温度。此系统可以测温范围-55-125。 3 主要器件简介 DS18B20简介 温度传感器DS18B20是单总线 数字温度传感器，无需外加A/D 即可输出数 字量, 把温度信号直接转换成串行数字信号 供微机处理，并且它只有三个管脚，与单 片机连接电路非常简单。该系统的DS18B20 分辨率采用默认值12位，精度为0.0625，温 度量值乘以精度就所测的温度值。 DS18B20特点 数据传输采用单总线(1 - Wire Bus)结构 ,无需外 围其它元件； 测温范围为-55+125,在-1085时精 度为0.5； 以912位数字值方式读出温度; 两种供电方式：寄生电源供电方式，外部电源 供电方式； 具有可编程的温度报警功能； 电源电压范围为35. 5V； 低功耗 ，无外部供电电源也能可靠工作。 Ds18b20引脚图及内部结构图 DS18B20内部结构图 DS18B20引脚图 单片机简介 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超 大规模集成电路技术把具有数据处理能力 的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读 存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时 器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电 路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的 一个小而完善的计算机系统。本系统使用 单片机STC12C5A08S2。 单片机STC12C5A08S2引脚图 STC12C5A08S2引脚简介 vcc（40脚）：电源正极 电源引脚 gnd（20脚）：接地 XTAL1（19脚）：输入引脚 时钟引脚接时钟电路 XTAL2（20脚）：输出引脚 复位引脚：接复位电路RST/VPD(9脚) PSEN(29脚) 控制引脚-辅助控制作用 ALE/PROG(30脚)：地址锁存允许 端 EA/VPP(31脚) I/O端口引脚：连接单片机和外部设备，实 现数据的输 入/ 输出 P0.0P0.7(39脚32脚)：P0端口 P1.0P1.7(1脚8脚)：P1端口 P2.0P2.7(21脚28脚)：P2端口 P3.0P3.7(10脚17脚)：P3端口 单电机最小电路复位与时钟电路 复位电路 RST复位输入。确定单片机工作的起始状 态，完成其自启动过程。当振荡器工作时RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片 机复位。 时钟电路 时钟电路向单片机提供一个正弦波信号作为单片机工作的 时间基准，决定单片机的工作速度。晶振提供的时钟频率 越高，单片机速度就越快。 STC12C5A08S2单片机的时钟产生方法有两种，内部时钟方 式和外部时钟方式。本设计采用内部时钟方式，利用芯片 内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件， 内部的振荡电路便产生自激振荡。振荡晶体可在1.2MHZ到 12MHZ之间选择。电容值无严格要求，但其取值对振荡频 率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度有少许影响， CX1、CX2可在20pF到100pF之间取值本设计中，振荡晶体选 择12MHZ,电容选择30pF。 总电路图 单片机STC12C5A08S2主控其他模块，通过单片机控制来采集温度 信息，将采集到的温度信息进行处理并用数码管显示所采集的当 前温度。如果所测当前温度超过设置的最高或最低报警温度，单 片机控制蜂鸣器使蜂鸣器蜂鸣，否则不蜂鸣。通过单片机控制按 键来设置最高或最低报警温度。 4硬件电路简介 主 控 模 块 温度传感器DS18B20的第一个管脚接地，第三个管脚接 VCC，第二个管脚（DS18B20的数据线DQ）与单片机 STC12C5A08S2的P1.5口连接，实现传感器与微控制器之 间的数据传输。温度传感器DS18B20是单总线数字温度 传感器，无需外加A/D 即可输出数字量, 把温度信号直 接转换成串行数字信号供微机处理. 温 度 获 取 模 块 本系统所需显示的温度范围- 55 + 125 ，所以只需四个数码管 就可以，选用四个连在一块的数码管，共有12个管脚，连接方便。单 片机P0口作为要显示的数据口,与数码管8个片选管脚对应连接。 其余四个管脚接与位选电路对应连接。采用四个PNP三级管来进行位 选。三极管的发射极接VCC，集电极对应连接四位数码管的标注为 SMX（X代表1、2、3、4）（SM1为数码管显示最低位，SM4为数码管 显示最高位）的管脚。每个三极管的基极先接一个4.7K的电阻，再对 应连接单片机的P2.0P2.3口。 温 度 显 示 模 块 四个按键的下端都接地，上端都与单片机接。标注为inter的 按键接单片机P3.2口（外部中断0），inter按下，就进入中断 ，此时显示已设置的最高或最低温度值，不再变化，为后面 调整超限温度值做准备。标注为shi的按键接单片机P1.0口,此 按键按一下，数码管所显示的十位温度数字加1，十位温度数 字可在09之间变化。一样，标注为ge的按键接单片机P1.1 口,此按键按一下，数码管所显示的个位温度数字加1，个位 温度数字可在09之间变化。标注为stop的按键接单片机P1.2 口，如果最高或最低温度设置完毕，就按下此键，退出中 断。 按 键 模 块 报警电路采用三极管驱动蜂鸣器发声报警，此 电路连接方便，简单耐用。电阻的上端与单片 机的P1.3口连接。将采集的温度值与所设置的 最高温度和最低温度值进行比较，如果所采集 的温度超限，就报警。 超 限 报 警 模 块 5 调试 硬件调试：显示模块，按键模块，报警模 块，温度获取模块 软件调试：在KEIL软件中对.C文件进行调 试。 软硬联调：将KEIL 软件中生成的.hex 文件 烧写到单片机中，进行软硬联调，用手捏 住DS18B20 管，会看到显示屏的温度不断上 升， 当上升的温度超过设定的上限报警值时， 蜂鸣器会响起；用冰放在DS18B20 管处，会 看到显示屏上的温度迅速下降。 6 结论 本论文设计了基于单片机的温度检测控制 系统及仿真，系统采用