1、-PAGE . z. *師*大學(xué)協(xié)和學(xué)院傳感器技術(shù)作品設(shè)計(jì)作品名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制的溫度煙霧報(bào)警系統(tǒng)系別: 信息技術(shù)系 專業(yè)： 電子信息工程 班級(jí)：1班*：學(xué)生*：2012年 11月10日摘要_本次設(shè)計(jì)課題為基于單片機(jī)控制的溫度煙霧報(bào)警系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩局部，其中硬件設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)控制電路、溫度傳感器、煙霧傳感器、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路、顯示控制電路等局部組成，處理器為STC89C52型單片機(jī)。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速開(kāi)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)與顯示系統(tǒng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻為溫度敏感元件。熱敏電阻的本錢低，需要外加信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)

2、較差，測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)系統(tǒng)也有一定的誤差。與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，這次設(shè)計(jì)的是基于DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)，它具有讀數(shù)方便，測(cè)溫*圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，數(shù)字顯示，適用*圍寬等特點(diǎn)。關(guān)鍵字: 單片機(jī) 溫度傳感器 報(bào)警ABSTRACTThis design is based on the single chip microputer to control the temperature alarm system. Included in the design of hardware and software design of two parts, this paper mainly for hardw

3、are design, including the control circuit of the single chip microputer, temperature sensor, driving alarm circuit, a display control circuit ponents, the processor for the STC89C52 type mcu. With the rapid development of modern information technology and traditional industry to transform gradually

4、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 e*ternal signal processing circuit, and relativ

5、ely poor reliability, measurement accuracy is low, also have certain error detection system. pared with the traditional thermometer, this design is based on the DS18B20 digital thermometer, it has reading convenience, a wide range of temperature measurement, accurate temperature measurement, digital

6、 display, wide application range and other features.Key words: SCM, temperature sensor alarm-. z.目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc1123 摘要 PAGEREF _Toc1123 II HYPERLINK l _Toc31893 ABSTRACT PAGEREF _Toc31893 III HYPERLINK l _Toc17004 1 緒論 HYPERLINK l _Toc30291 1.1 作品研究背景及意義 HYPERLINK l _Toc22605 1.

7、2設(shè)計(jì)目的 HYPERLINK l _Toc22605 1.3預(yù)期實(shí)現(xiàn)功能 HYPERLINK l _Toc20351 2 設(shè)計(jì)方案 HYPERLINK l _Toc4087 2.1 功能框架圖 HYPERLINK l _Toc9236 2.2 具體設(shè)計(jì)方案 HYPERLINK l _Toc20510 2.2.1時(shí)鐘和復(fù)位電路 HYPERLINK l _Toc6162 2.2.2液晶顯示電路 HYPERLINK l _Toc6162 2.2.3聲音報(bào)警電路3核心器件介紹 HYPERLINK l _Toc4087 3.1.單片機(jī)STC89C52介紹3.2DS18B20介紹 HYPERLINK l

8、 _Toc3185 4 電路的制作與調(diào)試 HYPERLINK l _Toc31055 4.1器件清單 HYPERLINK l _Toc2225 4.2 調(diào)試過(guò)程 HYPERLINK l _Toc2225 4.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié) HYPERLINK l _Toc31945 5. 電路實(shí)物圖 HYPERLINK l _Toc31945 6. 附錄1 緒論作品研究背景及意義自動(dòng)控制領(lǐng)域中，溫度檢測(cè)與控制占有很重要的地位。溫度檢測(cè)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研和在人們的生活中得到廣泛的運(yùn)用。目前，溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字集成式方向飛速發(fā)出，單片機(jī)也是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否認(rèn)的，其中數(shù)字溫度計(jì)

9、就是一個(gè)典型的例子，人們對(duì)它的要求越來(lái)越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好更方便的設(shè)施就需要從單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化、智能化方向開(kāi)展。本文就是基于此目的介紹基于單片機(jī)和數(shù)字溫度傳感器的溫度報(bào)警設(shè)計(jì)。1.2 設(shè)計(jì)目的了解溫度傳感器DS18B20和煙霧傳感器MQ-2的根本原理、性能與應(yīng)用。熟悉單片機(jī)STC89C52工作方式和應(yīng)用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)。掌握DS18B20和煙霧傳感器MQ-2的接口方法及其輸入程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。將所學(xué)的單片機(jī)原理及檢測(cè)技術(shù)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，解決實(shí)際問(wèn)題.通過(guò)課程設(shè)計(jì)，掌握以單片機(jī)為核心的電路設(shè)計(jì)的根本方法和技術(shù)了解電路參數(shù)的計(jì)算方法。1.3預(yù)期

10、實(shí)現(xiàn)功能1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度并在液晶屏上顯示。2.溫度低于設(shè)定的低溫警報(bào)值或高于設(shè)定的高溫警報(bào)值將產(chǎn)生聲光警報(bào)，并打 開(kāi)繼電器開(kāi)關(guān)，關(guān)閉外圍電路電源。3監(jiān)測(cè)到煙霧也將產(chǎn)生聲光警報(bào)。設(shè)計(jì)方案功能框架圖本設(shè)計(jì)主要包括主控模塊STC89C52單片機(jī)，溫度采集器DS18B20，煙霧傳感器MQ-2,時(shí)鐘模塊，液晶顯示器LCD1602，報(bào)警器蜂鳴器和4個(gè)按鍵組成的一個(gè)完整系統(tǒng)。具體設(shè)計(jì)方案2.2.1時(shí)鐘和復(fù)位電路單片機(jī)STC89C52使用的時(shí)鐘電路比擬簡(jiǎn)單，我們采用的是晶體振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘源。*TAL1*1為反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。*TAL2(*2)是來(lái)自反向振蕩器的輸出，分別接到單片機(jī)的

11、19腳和18腳。當(dāng)按下按鍵S22時(shí)，VCC通過(guò)R22電阻給復(fù)位輸入端口一個(gè)高電平，實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能，即手動(dòng)復(fù)位這樣就不用在重起單片機(jī)電源。上電復(fù)位就是VCC通過(guò)電阻R2和電容C構(gòu)成回路，該回路是一個(gè)對(duì)電容C充電和放電的電路，所以復(fù)位端口得到一個(gè)周期性變化的電壓值，并且有一定時(shí)間的電壓值高于CPU復(fù)位電壓，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能。 2.2.2液晶顯示電路模塊 2.2.5聲音報(bào)警電路模塊Sbit feng=P3.7;/定義蜂鳴器的引腳Feng=1；/蜂鳴器關(guān)閉Feng=0; /蜂鳴器翻開(kāi)3核心器件介紹3.1單片機(jī)STC89C52介紹單片機(jī)STC89C52是8位高性能MCU，超低功耗：掉電模式下典型功耗01

12、LLA，空閑模式下典型功耗2 mA正常工作模式下典型功耗4 7 mA 具有8kF1ash存儲(chǔ)器、512 kB RAM、2k E2pROM、降低EMI功能、ISP(在系統(tǒng)可編程)功能單片機(jī)內(nèi)部的看門(mén)狗電路經(jīng)過(guò)特殊處理是真正的看門(mén)狗可放心省去外部看門(mén)狗缺省為關(guān)閉翻開(kāi)后無(wú)法關(guān)閉，單倍速和雙倍速可反復(fù)設(shè)置。單片機(jī)STC89C52和各個(gè)模塊的接口主要是對(duì)STC89C52的I/O口進(jìn)展約束，規(guī)定其為輸出還是輸入，輸入主要是按鍵電路局部和時(shí)鐘，輸出則為報(bào)警和顯示局部，其I/O分配如下列圖3.8所示。圖3.8單片機(jī)STC89C52 I/O接口電路3.2DS18B20介紹DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一

13、線式傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測(cè)量*圍為-55攝氏度到+125攝氏度，可編程為9到12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625攝氏度，被側(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用問(wèn)處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。DS18B20主要由四局部組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH個(gè)TL、配置存放器。DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以0.0625攝氏度/LSB形式表達(dá)，其中

14、S為符號(hào)位。例如+125攝氏度的數(shù)字輸出為07DOH，+25.0625攝氏度的數(shù)字輸出為0191H,-25.0625攝氏度的數(shù)字輸出為FF6FH,-55攝氏度的數(shù)字輸出為FC90H.DS18B20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無(wú)法使用。主要首先提供以下功能命令之一：讀ROM指令0*33， ROM匹配指令0*55，搜索ROM指令0*F0， 跳過(guò)ROM指令0*CC， 報(bào)警檢查指令0*EC。這些指令操作作用在沒(méi)有一個(gè)器件的64位光刻ROM序列號(hào)。圖3.9 DS18B20的兩種封裝形式4.電路的制作與調(diào)試4.1器件清單元件清單 器材名稱型號(hào)片數(shù)固定電阻

15、10k/0.25W10固定電阻4.7k/0.25W1固定電阻5.1K/0.25W1固定電阻1K/0.25W2蜂鳴器1.5V1液晶顯示器LCD16021IC插座DIP8針2IC插座DIP401ISP插座5*2插座1單排插座排母2.54MM 1*401LED發(fā)光二極管紅色，黃色2單片機(jī)STC89C521直插三極管2N-39041USB下載器STC89C521杜邦線連線3溫度傳感器DS18B2014.2. 調(diào)試過(guò)程1電路板插上電源，電源工作指示燈沒(méi)有亮。解決方法：將萬(wàn)用表打到二極管圖標(biāo)的位置，檢測(cè)電源線路是否有阻值，最后發(fā)現(xiàn)第一個(gè)電源線沒(méi)有與焊盤(pán)焊在一起，導(dǎo)致電路板即使插上電源也沒(méi)有電，最后將焊盤(pán)和

16、電源線焊在一起，插上電源就有電了。(2)電路板不能進(jìn)展燒寫(xiě)。解決方法：用萬(wàn)用表檢測(cè)電路，發(fā)現(xiàn)幾個(gè)腳有虛焊，用錫將其焊好。4.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)要完整的設(shè)計(jì)一個(gè)智能溫度控制器，并且能有效的應(yīng)用在工業(yè)化溫度控制或置于*一環(huán)境溫度控制中，還都需要提供電源、系統(tǒng)組裝與調(diào)試等諸多方面的協(xié)調(diào)和配合。本文只是初步的設(shè)計(jì)了智能溫度控制器的核心部件，如溫度采集、處理、顯示、蜂鳴器的報(bào)警、運(yùn)用外部按鍵設(shè)定警報(bào)值以及繼電器的控制等。 然而，對(duì)于如何針對(duì)加熱和制冷設(shè)備的如何實(shí)現(xiàn)，以及擴(kuò)展到對(duì)濕度等其它環(huán)境要素的測(cè)量和控制，如何使它們同時(shí)集成在一個(gè)電路系統(tǒng)中，這些都還未得到有效的解決，值得進(jìn)一步研究和探討。5. 電路實(shí)物圖6

17、. 附錄電路仿真圖：硬件設(shè)計(jì)電原理圖：硬件設(shè)計(jì)PCB圖：源代碼：#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LCD_RS=P20;sbit LCD_RW=P21;sbit LCD_EN=P22;void Delay_ms(uint *ms); /延時(shí)函數(shù)聲明bit lcd_busy(); /忙檢查函數(shù)聲明void lcd_wcmd(uchar cmd); /寫(xiě)指令存放器IR函數(shù)聲明void lcd_wdat(uchar dat); /寫(xiě)指令存放器DR函數(shù)聲明void lcd_clr(); /清

18、屏函數(shù)聲明void lcd_init(); /LCD初始化函數(shù)聲明void Delay_ms(uint *ms) /延時(shí)函數(shù)uint i,j;for(i = *ms;i0;i-) for(j = 110;j0;j-); void delayNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); bit lcd_busy() /LCD忙碌檢查函數(shù)bit result;LCD_RS = 0;LCD_RW = 1;LCD_EN = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result = (bit)(P0&0*80); LCD_EN = 0;retu

19、rn result;void lcd_wcmd(uchar cmd) /寫(xiě)指令存放器IR函數(shù)while(lcd_busy();LCD_RS = 0;LCD_RW = 0;LCD_EN = 0;_nop_();_nop_();P0 = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EN = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EN = 0;void lcd_wdat(uchar dat)/寫(xiě)指令存放器DR函數(shù)while(lcd_busy();LCD_RS = 1;LCD_RW = 0;LCD_EN = 0;P0 = dat

20、;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EN = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EN = 0;void lcd_clr() /LCD清屏函數(shù)lcd_wcmd(0*01);Delay_ms(5);void lcd_init() /LCD初始化函數(shù)Delay_ms(15);lcd_wcmd(0*38);Delay_ms(5);lcd_wcmd(0*38);Delay_ms(5);lcd_wcmd(0*38);Delay_ms(5);lcd_wcmd(0*0c);Delay_ms(5);lcd_wcmd(0*06);De

21、lay_ms(5);lcd_wcmd(0*01);Delay_ms(5);#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P13;/ds18b20與單片機(jī)連接口sbit RS=P25;sbit RW=P26;sbit EN=P27;sbit K1=P32;/按鍵K1sbit K2=P20;/按鍵K2sbit K3=P21;/按鍵K3sbit K4=P22;/按鍵K4sbit yanwu=P33;/煙霧接口sbit LED1=P23;sbit LED2=P24;/*溫度警報(bào)值*/unsigned char F

22、U1=0;/,TH1=0,TZ1=3,TL1=0;/高溫 負(fù)號(hào)標(biāo)志 百位 十位 個(gè)位unsigned char FU2=0;/,TH2=0,TZ2=3,TL2=0;/低溫 負(fù)號(hào)標(biāo)志 百位 十位 個(gè)位uint TH=300;uint TL=250;sbit feng=P37; /蜂鳴器接口unsigned char bfeng1,bfeng2;unsigned char code str1=temp: ;unsigned char code str2=DS18B20 OK;unsigned char code str4=SET TH:;unsigned char code str5=SET TL:;unsigned char code str3= ;unsigned char code menu2_H = H ; /溫度過(guò)高時(shí),第2行顯示高溫報(bào)警符號(hào)unsigned char code menu2_L =(tvalue)bfeng1=0;elsebfeng1=1;elsebfeng1=0;if(FU2=0)if(TLtvalue)bfeng2=0;elsebfeng2=1;elsebfeng2=0;elseif(FU2=0)bfeng1=0;elseif(THtvalue)bfeng2=0;elsebfeng2=1;if(bfeng1