【基于STC89C52单片机的声光报警系统设计6700字】

基于STC89C52单片机的声光报警系统设计单点温度检测是最常见的，但单点温度的测量局限性，不方便控制以及时做出决定，有很多不利的地方。所以本文选用STC89C52单片机作为核心设计出一种可以模拟两个不在同一地方的点进行温度检测，能够触发高、低温报警的温度检测系统。选用DS18B20作为温度传感器，在传感器内部完成温度信号的转换，传输给单片机进行读写，实现了温度检测功能。当检测到某一点的温度高蜂鸣器鸣响，指示灯发出光亮。既实现了温度检测功能，又实现了温度报警。检测的温度的数值能够精确到0.1度，通过LCD1602液晶显示器查看两点检测温度数值。在机房数据库温度监控，森林防火，室内温度监测等场所可以很好的适用，使用DS18B2O的单总线技术，实现了对温度的自动化监测。 1 2 2 2 2 2 3 32硬件电路设计 2.1主控模块 4 4 62.5按键扫描与处理程序电路 7 93.1软件总体设计 93.2报警函数设计 3.3菜单显示程序设计 3.4按键扫描程序设计 3.5按键处理程序设计 附录二：程序清单 附录三：设计作品实物图 1绪论最常见也是非常重要的测量目标，温度测量设备仪器在平常生活、农牧业、军用工业、医疗和防疫等很多领域大部分使用，所以温度检测是一个值得去研究的课题。许多化学反应需要在一定的温度下才能进行，例如炼铁，必须在特定工业炼铁等诸多地方都需要多点温度监测系统。可见，温度检测的研究和多点会产生误差补偿，比如多点测量端的切换和信号处理电路产生的误差问题，当某一部分的过程处理中出现了差错，将导致整个系统的性能出现问题。如今随着集成电路技术的快速发展，温度传感器的发展趋向于小型与数字化，不再有输入/输出口就能完成数据通讯。采用该温度传感器，解测量精度低、外围电路复杂等不利的地方，它使测温变得容易，和占用的接线本文选用STC89C52单片机作为主控模块与两个DS1B20温度传感器结合实现对两个点的温度监测和采集。选用发光二极管、三极管和蜂鸣器结合组成声光报警电路，实现报警功能，发光二极管发出光亮，蜂鸣器发出鸣响。各部分21系统设计方案分析1.1总体设计方案在本文中主要由主控模块、温度检测模块、LCD显示模块、按键输入、声光报警电路和电源模块组成。在电路中，用两个DS18B20去测量温度，使用四个按键设置温度阈值的范围，检测的温度通过LCD显示出来。测量到的温度数据通过输入/输出口传输到单片机中，单片机对其进行读写并处理，当温度高于或者低于正常值的时候，报警电路触发，蜂鸣器发出鸣响，发光二极管发出光亮提醒使用者检测到的温度高于设定值或者低于设定值。使用复位按键可以停止报警。总体设计方案如图1所示。1.2模块的选择1.2.1单片机的选择考虑到储存空间，单片机的精密度，编程读写的容易度，本设计使用STC89C52芯片作为系统的核心。相对于AT51系列的单片机，STC89C52单片机的系统软件开服更简单，在程序烧写的方式上更简单，不需要专门的编写器，在内存ROM上STC89C52的内存是AT89C51的两倍。况且现在AT89C51使用的也没有STC89C52广泛。在价格上也比之更便宜，经济实惠，功能性很强可以很好的适用于许多应用场合。1.2.2温度传感器的选择考虑到测量的灵敏度，稳定性，测量范围大小还有精准性这些关键因素，DS18B20传感器相比其他传感器更合适本设计。相比传统的A\D模拟温度传感器，它处理起温度信号数据来更为方便，检测传输信号不容易失真，测量精度更准确，具有更简单的外围硬件电路，克服了传统的模拟温度传感器诸多缺点。检测的温度数值由DS18B20转化成单片机能处理的数字信号，然后传输到单片机中。具有高性能，接线方便，占用□线少等优点，使多点温度检测实现起来3与单片机连接进行数据交换，完成单片机发送的命令，完成相关操作，将转换用一个I/O发送命令给DS18B20,等DS18B20完成温度转换之后并且比其他的显示器件显示的更快，所以在很多地方广泛使用。但是本设计不仅仅要显示温度，还要显示设置菜单，使用数码管不能很好的显示这些内容，只能放弃数码管方案。为了能更好的显示出温度，使使用者更直观，清晰的观察到温度，本文采用LCD1602液晶进行显示。LCD1602液晶的显并且显示清晰，可以很好的显示出温度数值并且显示快速，能够很好的满足我们的显示要求，能够很好的适用于本设计，所以使用LCD1602作为显示模块。是5V,恰好在单片机的工作电压范围内，机充电器接头就可以满足单片机所需的电源，非常方便。充电器上所标识的输出电压基本上都是5V电压，而且电流符合单片机要求，手机充电器加上一条数据线就构成了为单片机提供能量的电源。现在手机充电器在我们的生活中已经成了必不可缺少的一件东西，所以很容易找到一个手机充电器接头，它体积小所以本文采用手机充电器接头与USB线组成电源模块。42硬件电路设计本设计的硬件电路主要包括单片机主控模块、温度传感器电路模块、声光本设计采用STC89C52单片机最小系统作为主控模块。机。这里的电源由手机充电器和USB数据线构造。复位电路包括上电自动复位和按键复位。9148236H图2主控模块主控模块如图2所示。单片机在启动时都需要进行复位操作，使得系统各2.2温度检测电路本文采用的是DS18B20温度传感器与单片机的I/O□相接，组成温度检测电路，温度测量和温度转换在温度传感器内部完成，仅需要将转换后的数据传输给单片机，单片机进行读写操作。DS18B20采用电源供电方式，DS18B20传感器的3脚VCC线接电源，2脚DATA线接单端口接单线总线，使用一个三极管去完成对总线的电压上拉，在DS18B20的时钟周期内可以获得充足的电源，不会出现供电不足的情况，使得DS18B20正常5度转换的过程中，输入/输出线要确保在温度转换期间温度传感器接在同一根I/O线上进行测温时，只依靠一个4.7KΩ上拉电阻是不能提供到足够的能量的，将导致温度转换无法完成或者测出的温度与实际值误差非常大。并且工作环境下的电源VCC必须为5V,当电源电压降低时，寄生电源可以吸收的能量也会减少，测量出来的温度和实际值将会相差甚远。而本文采用的外接电源输出正好是5V,所以就不需要加上一个4.7KQ的上拉电阻了。所以采用外接电源供电方式。此外使用外部电源供电接，否则不能转换温度。温度检测电路图如图3所示。2.3显示模块电路单片机将从温度传感器传输来的温度信号进行读写，然后将读写的温度液晶显示模块电路图如图4所示。6口三vcc图4液晶显示模块电路2.4报警电路有高温报警和低温报警。声光报警电路主要由蜂鸣器、发光二极管和三极管组成。三极管控制电流导通从而控制蜂鸣器与二极管的导通，当检测到的温度高于温度上限、低于温度下限时，单片机发送一个低电平，三极管导通，蜂鸣器发出声音鸣响，发光二极管导通，发出光亮；处于正常温度时，单片机输出一个高电平，三极管截止，蜂鸣器不工作不发出声音，二极管不导通不发光。如图5所示为报警电路图。十发光二极管~蜂鸣器12图5报警电路7本设计中的按键是用来设置两个温度测量点的温度上下限，调整上限和下限温度数值，以达到要求的温度值。所以采用4个按键来完成上述操作。按动4个按键向单片机发送电平，利用单片机传输控制信号，从而改变测量温度的上限和下限值。HS2:切换键S3:温度阈值增加键S4:温度阈值降低键S5:设置键8按键扫描程序：扫描输入按键键值，识别输入按键，添加按键连加使能。按键处理函数程序：实现对温度阈值的调整，调出不同点的显示温度数值。系统主程序流程如图7所示。主程序主要功能是对系统进行初始化，300ms触发声光报警，蜂鸣器报警，发光二极管发光，将温度传感器测量的温度值进行读写和相应处理、实时更新温度的显示，对按键输入进行扫描识别并进行相程序开始，首先进行的是对单片机和一些器件的初始化，包括LCD1示模块初始化，串□初始化，定时器初始化等，最后显示初始界面。初始化结束后开始进入循环，先判断第一个300ms到了吗，如果没有就先读取按键扫描程序和按键处理程序，当第一个300ms到了就先读取报警函数程序，判断传输到单片机中的温度数据是否在正常范围范围值内，然后再读取不同级界面温度显示程序，在不同的显示界面显示出不同的数据，然后再去读取按键扫描程序开始Y序图7主程序流程图93.2报警函数程序设计开始开始Y返回图8报警函数程序流程图报警函数主要是通过将测量的温度值与设定的温度阈值进行对比，当某一点测量的温度值高于或者低于温度阈值时，该点的报警标志位=1,温度在正常值范围内则报警标志位=0,最终算出一个有几个报警，然后去触发声光报警，蜂鸣器响300ms停300ms如此循环下去，发光二极管发出光亮。报警函数程序流程图如图8所示。3.3不同级界面显示程序设计不同级的菜单要显示不同的数据，总共有三个界面来显示温度：总温度显示界面、1号点温度显示界面和2号点温度显示界面。总温度显示界面显示出2个点的当前温度值；1号点温度显示界面显示1号点的当前温度值和点的温度上限。可以通过按键输入来切换不同的显示菜单界面。菜单界面显示程序流程图如图9。menu_1==37YN一N一图9菜单界面显示程序流程图3.4按键扫描程序设计按键扫描分为两步，首先判断是否有按键按下，然后再确定是哪个按键。如果有误触按键，但没有按下，可以通过按键消抖消去判断。确有按键按下时，续按键处理。此外本文还增加了按键连加使能，当按下一个按键超过500ms后，就会添加连加使能，便于快速的调节温度上下限。按键扫描程序流程图如图10所示。 得到4个按键健值按按下是香地达应添加连加使能关闭连加使能返回按键按键处理是温度监测系统中重要的一部分，需要通过按键控制去调整监测温度的上下限。在本文使用4个按键去处理这些。首先判断第一个按下的是哪个按键，当按下的是切换键且键值为1时，显示1号点的测量温度数值和它的温度上下限；再判断按下的是否为设置键，如果是且键值为1时进入1号测量点的设置界面，光标在温度上限末尾闪烁，如果键值为2时则光标在温度下限末尾闪烁。之后在判断按下的是否是温度阈值增加键，按下增加键温度上限增加；如果按下的是温度阈值降低键，按下按键温度上限降低；当在设置键键值为2时，按下温度阈值增加键，则温度下限增加；按下温度阈值降低键，温度下限降低；当设置键的键值为3时，退出设置界面，光标消失，此时显示为1号点的测量温度数值和它的温度上下限。当第一个按键按下的是切换键且键值为2时，此时显示2号点的测量温度数值个它的温度上下限，再判断按下的是否为设置键，如果是且键值为1时进入2号测量点的设置界面，光标在温度上限末尾闪烁，如果键值为2时，则光标在温度下限末尾闪烁。之后在判断按下的是否为温度阈值增加键，按下增加键温度上限增加；如果按下的是温度阈值降低键，按下按键温度上限降低；当在设置键键值为2时，按下温度阈值增加键，则温度下限增加；按下温度阈值降低键，温度下限降低；当设置键的键值为3时，退出设置界面，光标消失，此时显示为2号点的测量温度数值和它的温度上下限。如果第一个按键按的不是切换键，显示不会有任何变化，这时候显示的是1号点和2号点的当前测量温度值。切换键按三下，会回到最开始的界面。按键处理流程图如图11所示。下2-健情=血湿报下母下1项点西度上1二点度上然资借姓度调值墙加放下?团N童示2点测度阅值命惩键按下回低键按下温度满值培健值=2?N1图11按键处理流程图结论本次设计选用DS18B20作为温度传感器，设计了一款分布式的两点温度监电力工业，生化制药，医疗，森林火灾，室内高层火警等场合，并根据特定的场合的要求对多个点的环境温度进行测量。系统通过接收DS18B20转换后的温度信号数据，实现对两个测量点温度的测量，可实现温度温度报警：高温报警和低温报警。还能设置报警温度数值，报警温度数值能精确到0.1摄氏度。使用LCD1602液晶作为显示模块的好处是能够直截了当的看到当前测量的实际温度只有两个DS18B20,所以也就占用了单片机的两个I/O□,设计出来的测量电DS18B20。此外对外接电源也有要求，不能满足工作电压，D分辨率就会下降，使得测量温度不够准确。使用DS18B20设计多点温度监测系统也有很多优点：硬件电路简单，不需要构造放大电路和数模转换电路等。本讯，无线串行通讯相比总线通信能够更简单的实现远距离通信，在一些通信设备相离甚远不能使用线路连接的的情况下更加便利。无线串行通信具有设备移动方便，通信距离远(可达几十千米)等特点。它可以将接收来自CPU的并行数据字符转换为连续的串行数据流发送出去，同时将接收到的串行数据流转换为并行的数据字符发送给CPU。采用主从机设计，据传输模块，将检测到的信号通过从机上的无线模块传输出去，主机上的无线模块接收从从机上发送出来的数据，并对其进行相关后续处理，这样就能实现主机与从机之间的通讯，不需要搭线来传输数据，在一些地方能够起到很大的作用。除此之外本设计不能识别是高温报警还是低温报警，也不能去识别是哪一个测量点的温度不在正常范围值内。可以通过增加几个不同颜色的指示灯来分辨是高、低温报警。比如高温报警红灯亮，低温报警蓝灯亮等等。还可以添[2]徐兰.基于单片机的智能温度检测控制系统设计[J].电子测试，2020(06):27-29+26.[3]甘琪琛，薛安琪，钟明静.基于单片机的测温系统设计与实现[J].电脑知识与技术，20[5]王维佳.基于单片机的温度控制系统设计[J].电子技术与软件工程，2018(23):244.[6]赵金成.基于单片机的温度控制系统硬件设计研究[J].电子测试，2018(22):30-31+35.[7]陈彦霖.基于单片机的温度控制系统[J].电子技术与软件工程，2018(07):254.[8]LuoGuifang,XieLili,Hegraphene-polyanilinenanocompositeforhighlysensitiveNHdeNanotechnology,2021,32(30).[9]Dje