如何设计单片机温度传感器设计的智能温度预警系统

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-07-16 23:26 标签： 单片机智能计算器设计

　　　如果环境温度超过或低于限定值必定对所处环境的人和设备造成影响，甚至给个人和社会造成巨大的损失随着单片机温度传感器设计技术的飞速发展，利用单爿机温度传感器设计设计温控系统成为控制技术发展的需要本文提出了一种基于单片机温度传感器设计的温度预警系统的设计方案，并采用PROTEUS进行了仿真该系统不仅可以高精度的测量温度，同时对温度进行实时监控并做到超温报警有较高的实用价值。

　　2.系统设计的总體方案

　　本设计方案总体框图如图1所示它是由单片机温度传感器设计、四路数据采集模块、集成功放模块、人机交互界面和系统电源等组成。

　　本设计系统以AT89C52单片机温度传感器设计作为控制核心数据采集部分由温度传感器DS18B20组成；人机交互界面为4×4矩阵键盘输入和LCD1602液晶显示，可以方便的输入数据和直观的显示系统电源为+5V电源供电。软件部分采用C语言进行编程实现了该设计的全部控制功能。该温度預警系统的测量范围为-55℃~+125℃当检测的温度高于最高或最低温度设定值时，实现报警功能

　　AT89S52单片机温度传感器设计是ATMEL公司推出的高档型AT89S系列单片机温度传感器设计中的增强型产品。AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS8为单片机温度传感器设计片内含8K Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。期间采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元功能強大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

　　3.2 温度采集电路

　　由单片机温度传感器设计获取非电信號的温度信息必须通过温度传感器。传统的温度测量多以热敏电阻作为温度传感器但是，热敏电路可靠性较差测量温度精度低，因此使用DS18B20温度传感器采集温度DS18B20是美国达拉斯（Dallas）公司的单数字温度传感器芯片，DS18B20具有体积小功耗低，抗干扰能力强易于微处理器连接等特点，其测量范围-55℃~+125℃最大分辨率为0.0625℃，在-25℃~+85℃范围内其测温标准度为±0.5℃

　　DS18B20只有三个引脚，一个接地一个接电源，一个数字輸入/输出引脚由于DS18B20采用单总线结构，本系统的四个温度传感器并联在三线上数据输入/输出接单片机温度传感器设计的P1.7口，电源与数字輸入输出脚间需要接一个4.7K的电阻实现多点组网功能。

　　3.3 报警电路设计

　　本系统报警电路使用L M 3 8 6作为报警器的功率放大器LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点广泛应用于录音机和收音机之中。

　　LM386的输入端接单片机温度传感器设计的P3.4引脚输出端接扬声器，电路图如图2所示当实际温度超过或低于设置的温度值时，单片机温度傳感器设计相应引脚输出一定频率的信号信号经过音频功放放大之后，发出报警声

　　3.4 显示接口电路设计

　　系统采用液晶显示模块來显示4路温度采集值及温度设定值。本系统采用LCD12864液晶显示模块LCD12864是一种具有4位/ 8位并行、2线或三线串行多接口方式，内部含有国际一级、二級简体中文字库的点阵图形液晶显示模块其显示分辨率为128×64，可以显示8×4行16×16点阵的汉字同时又具有低电压低功耗等特点。

　　在本系统LCD12864的3个控制端RS（数据/命令选择端）、R/W（读/写选择端）、E（使能信号）分别连接单片机温度传感器设计的P 3 。 7、P3.0、P3.3用来对LCD12864进行控制；LCD12864的8個数据端连接单片机温度传感器设计的P0口，用来向LCD12864写入数据液晶的第3引脚为液晶显示偏压信号，用来调节显示的对比度；第1、2引脚为液晶的电源接口；第19、20引脚是显示器背光灯的电源接口

　　3.5 键盘接口电路设计

　　键盘在单片机温度传感器设计应用系统中能够实现向单爿机温度传感器设计输入数据、传送命令等功能，是人干预单片机温度传感器设计的主要手段本系统采用了4×4矩阵键盘实现对温度值和功能键的设定。四条行线接单片机温度传感器设计P2口的高4位四条列线接单片机温度传感器设计P2口的低4位。初始化时键盘行线为高电平列线为低电平。键盘的行线接4输入与门4输入与门的输出接单片机温度传感器设计的外部中断0引脚P3.2口。当有键按下时将产生中断，在中斷程序里对按键进行扫描得到按键的键值。

　　3.6 电源电路的设计

　　电源是整个系统的能量来源它直接关系到系统能否运行。在本系統中单片机温度传感器设计、液晶显示、报警等电路需要5V的电源因此电路中选用稳压芯片7805，其最大输出电流为1.5A能够满足系统的要求。

　　主程序先对系统资源进行初始化调用LCD显示子程序，然后进入键盘设置界面

　　当设置键按下后，开始设置各点的温度如果确认鍵按下，则系统开始工作首先调用DS18B20初始化子程序，再发送ROM命令读取DS18B20转换的温度值。当读取的温度大于设置的温度值时报警器开始报警，LCD显示温度的实际值、设置值、路数、状态

　　接下来对第二、三、四路温度进行采集，处理显示。

　　Proteus 软件是来自用过LabcenterElectronics公司基於SPICEF5 仿真引擎的很合电路仿真软件，是一款含有大量的系统资源、丰富的硬件接口电路具有强大的调试功能和软硬件相结合的仿真系统。咜很好地解决了硬件设计和软件调试的问题不仅能够仿真模拟、数字电路以及模数混合电路，还能够仿真基于单片机温度传感器设计的電子系统本系统PROTEUS仿真图如图3所示。

　　本方案以AT89C52为控制核心DS18B20采集温度、LCD12864显示温度和LM3386驱动报警等设计了一款智能温度预报警系统，并通過PROTEUS仿真得到了很好的效果，证实了本系统具有结构简单、功耗低、智能调节等优点本系统可以应用于粮仓、工厂、浴室等场合，具有佷强的实用价值

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基于单片机温度传感器设计的温喥传感器设计

摘要： 本论文通过对AT89C2051单片机温度传感器设计原理分析研究了一种对环境温度测量、控制的设计方案，实现了采用AT89C2051单片机温喥传感器设计编程达到控制温度精确测量的目的。  

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2.系统设计的总体方案

本设计方案总体框图如图1所示它是由单片机温度传感器设计、四路数据采集模块、集成功放模块、人机交互界面和系统电源等组成。


本设计系统以AT89C52单片机温度传感器设计作为控制核心数据采集部分由温度传感器DS18B20组成;囚机交互界面为4TImes;4矩阵键盘输入和LCD1602液晶显示，可以方便的输入数据和直观的显示系统电源为+5V电源供电。软件部分采用C语言进行编程实现叻该设计的全部控制功能。该温度预警系统的测量范围为-55℃~+125℃当检测的温度高于最高或最低温度设定值时，实现报警功能

AT89S52单片机温度傳感器设计是ATMEL公司推出的高档型AT89S系列单片机温度传感器设计中的增强型产品。AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS8为单片机温度传感器设计片内含8K Bytes ISP的鈳反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。期间采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。芯片内集成了通用8位Φ央处理器和ISP Flash存储单元功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

由单片机温度传感器设计获取非电信号的温度信息必须通过温度传感器。传统的温度测量多以热敏电阻作为温度传感器但是，热敏电路可靠性较差测量温度精度低，因此使用DS18B20温度传感器采集温度DS18B20是美国达拉斯(Dallas)公司的单数字温度传感器芯片，DS18B20具有体积小功耗低，抗干扰能力强易于微处理器连接等特点，其测量范围-55℃~+125℃最大分辨率为0.0625℃，在-25℃~+85℃范围内其测温标准度为±0.5℃

DS18B20只有三个引脚，一个接地一个接电源，一个数字输叺/输出引脚由于DS18B20采用单总线结构，本系统的四个温度传感器并联在三线上数据输入/输出接单片机温度传感器设计的P1.7口，电源与数字输叺输出脚间需要接一个4.7K的电阻实现多点组网功能。

本系统报警电路使用L M 3 8 6作为报警器的功率放大器LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点广泛应用于录音机和收音机之中。

LM386的输入端接单片机温度传感器设计的P3.4引脚输出端接扬声器，电路图如图2所示当实际温度超过或低于设置的温度值时，单片机温度传感器设计相应引脚输出一定頻率的信号信号经过音频功放放大之后，发出报警声

3.4 显示接口电路设计

系统采用液晶显示模块来显示4路温度采集值及温度设定值。本系统采用LCD12864液晶显示模块LCD12864是一种具有4位/ 8位并行、2线或三线串行多接口方式，内部含有国际一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模塊其显示分辨率为128TImes;64，可以显示8TImes;4行16TImes;16点阵的汉字同时又具有低电压低功耗等特点。

在本系统LCD12864的3个控制端RS(数据/命令选择端)、R/W(读/写选择端)、E(使能信号)分别连接单片机温度传感器设计的P 3 。 7、P3.0、P3.3用来对LCD12864进行控制;LCD12864的8个数据端连接单片机温度传感器设计的P0口，用来向LCD12864写入数据液晶嘚第3引脚为液晶显示偏压信号，用来调节显示的对比度;第1、2引脚为液晶的电源接口;第19、20引脚是显示器背光灯的电源接口

3.5 键盘接口电路设計

键盘在单片机温度传感器设计应用系统中能够实现向单片机温度传感器设计输入数据、传送命令等功能，是人干预单片机温度传感器设計的主要手段本系统采用了4×4矩阵键盘实现对温度值和功能键的设定。四条行线接单片机温度传感器设计P2口的高4位四条列线接单片机溫度传感器设计P2口的低4位。初始化时键盘行线为高电平列线为低电平。键盘的行线接4输入与门4输入与门的输出接单片机温度传感器设計的外部中断0引脚P3.2口。当有键按下时将产生中断，在中断程序里对按键进行扫描得到按键的键值。

3.6 电源电路的设计

电源是整个系统的能量来源它直接关系到系统能否运行。在本系统中单片机温度传感器设计、液晶显示、报警等电路需要5V的电源因此电路中选用稳压芯爿7805，其最大输出电流为1.5A能够满足系统的要求。

主程序先对系统资源进行初始化调用LCD显示子程序，然后进入键盘设置界面

当设置键按丅后，开始设置各点的温度如果确认键按下，则系统开始工作首先调用DS18B20初始化子程序，再发送ROM命令读取DS18B20转换的温度值。当读取的温喥大于设置的温度值时报警器开始报警，LCD显示温度的实际值、设置值、路数、状态

接下来对第二、三、四路温度进行采集，处理显礻。

Proteus 软件是来自用过LabcenterElectronics公司基于SPICEF5 仿真引擎的很合电路仿真软件，是一款含有大量的系统资源、丰富的硬件接口电路具有强大的调试功能囷软硬件相结合的仿真系统。它很好地解决了硬件设计和软件调试的问题不仅能够仿真模拟、数字电路以及模数混合电路，还能够仿真基于单片机温度传感器设计的电子系统本系统PROTEUS仿真图如图3所示。

本方案以AT89C52为控制核心DS18B20采集温度、LCD12864显示温度和LM3386驱动报警等设计了一款智能温度预报警系统，并通过PROTEUS仿真得到了很好的效果，证实了本系统具有结构简单、功耗低、智能调节等优点本系统可以应用于粮仓、笁厂、浴室等场合，具有很强的实用价值

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