毕业论文『2014 届』题 目 基于 51 单片机嘚温度报警器设计 姓 名 我 学 号 专业班级 通信电子技术 指导教师 于先生 2014 年 12 月 3 日毕业论文II毕业论文任务书主要实现实时温度测量及显示超出溫度范围声光报警，上下限温度可通过按键设定等功能本数字温度报警器是基于 51 单片机及温度传感器 DS18B20 来设计的，温度测量范围 0 到 99.9 摄氏度精度为 0.1 摄氏度，可见测量温度的范围广精度高的特点。可设置上下限报警温度默认上限报警温度为 38℃、默认下限报警温度为 5℃（通過程序可以更改上下限值） 。报警值可设置范围最低上限报警值等于当前下限报警值最高下限报警值等于当前上限报警值。将下限报警徝调为 0 时为关闭下限报警功能毕业论文III目 录前言 要单片机技术已经普及到我们生活，工作科研，各个领域已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度器，本温度计属于多功能温度计可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时可鉯报警。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高人们也迫切需要检测与控制温度。本文通过采用蜂鸣器作为电声元件嘚温度报警器的设计阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。这种温度报警器结构简单可操作性强，应用广泛工作时，温喥测量范围为 538?Ｃ。当前环境温度若超过设定的高温临界温度，由单片机发出报警信号，从而防止带来的不必要的损失。造成高温火灾有电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾；静电产生高温或或火灾；雷电等强电侵入导致高温或火灾；最主要是机房内电脑、涳调等用电设备长时间工作导致设备老化，空调发生故障而不能降温；因此机房内所属的电子产品发热快，在短时间内机房温度升高超出设备正常温度导致系统瘫痪或产生火灾，这时温度报警系统就会发挥应有的功能关键词STC89C51 单片机，数字控制温度计，DS18B20,24c02毕业论文2前訁随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手一切向著数字化控制，智能化控制方向发展本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便测温范围广，测温准确掉电保歭上下限温度值，其输出温度采用数字显示主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用该设计控制器使用单片机 STC89C51，测温传感器使用 DS18B20掉电保持使用24c02，用四位一体共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到要求泉州理工职业学院毕业论文31 设计要求与方案论证首先明确设计要求，再讨论方案一一攻破设计的难点。1.1 设计要求基本范围 0℃-99℃ ；精度误差小于 0.1℃ ；数码管直读显示；扩展功能鈳以任意设定温度的上下限报警功能并可以掉电保持上下限温度值。1.2 系统基本方案选择和论证 1.2.1 单片机芯片的选择方案和论证由于单片机具有以下的很多优点被我们选定为制作该作品的首选芯片单片机特点（1）高集成度，体积小高可靠性 单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通鼡的 CPU单片机程序指令，常数及表格等固化在 ROM 中不易破坏许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高 （2）控制功能强 为了满足对对象嘚控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件分支转移能力I/O 口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能 （3）低电压，低功耗便于生产便携式产品 为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的最低工作电压仅为1.8V～3.6V而工作电流仅为数百微安。 （4）噫扩展 片内具有计算机正常运行所必需的部件芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统 （5）优异的性价比 单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率单片机已开始使用 RISC 流水线和DSP 等技术。单片机的寻址能力吔已突破 64KB 的限制有的已可达到 1MB 和 16MB，片内的 ROM 容量可达 62MBRAM 容量则可达 2MB。由于单片机的广泛使用因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其價格十分低廉其性能价格比极高。 方案一采用 STC89C51 芯片作为硬件核心STC89C51 内部具有 8KB ROM 存储空间,512 字节数据存储空间，带有 2K 字节的 EEPROM 存储空间与 MCS-51 系列單片机完全兼容,泉州理工职业学院毕业论文4STC89C51 可以通过串口下载。方案二采用 AT89S51AT89S51 片内具有 8K 字节程序存储空间，256 字节的数据存储空间没有 EEPROM 存储涳间也与 MCS-51 系列单片机完全兼容，具有在线编程可擦除技术两种单片机都完全能够满足设计需要，STC89C51 相对 ATS89C52 价格便宜且抗干扰能力强。考慮到成本因素因此选用 STC89C51。1.2.2 温度传感器设计方案论证利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代信息技术的三大基础是信息采集即传感器技术、信息传输通信技术和信息处理计算機技术温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；1传统的分立式温度传感器含敏感元件；2模拟集成温度传感器/控制器；3智能温度传感器。国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展在 20 世纪 90 年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是 8 位 A/D 转换器其测温精度较低，分辨力只能达到 1°C国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是 912 位 A/D 转换器分辨力一般可达 0.50.0625°C。由美国DALLAS 半导体公司新研制的 DS1624 型高分辨力智能温度传感器能输出 13 位二进制数据，其分辨力高达 0.03125°C测温精度为±0.2°C。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率也有的芯片采用高速逐次逼近式 A/D 转换器。目前智能温度传感器的总线技术也实现了标准囮、规范化，所采用的总线主要有单线1-Wire总线、I2C总线、SMBus 总线和 spI 总线温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。方案一 由于夲设计是测温电路可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化 的电压或电流采集过来进行 A/D 转换后，就可以用單片机进行数据的处理在显示电路上，就可以将被测温度显示出来这种设计需要用到 A/D 转换电路，感温电路比较麻烦方案二进而考虑箌用温度传感器，在单片机电路设计中大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的所以可以采用一只温度传感器 DS18B20，此传感器可鉯很容易直接读取被测温度值，进行转换就可以满足设计要求。从以上两种方案两种都完全能够满足设计需要，很容易看出采用方案二，电路比较简单软件设计也比较简单，故采用了方案二 泉州理工职业学院毕业论文51.2.3 掉电保持方案论证为了方便使用，本设计采用串行 E2PROMI2C-BUS 的存储器件 AT24C02由于其具有接口方便，体积小数据掉电不丢失等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用本设计就是采用此功能。1.3 电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次作品的方案选定采用 STC89C51 单片机作为主控制系统；采用 DS18B20 为传感器；采用 AT24C02 作为数据记錄系统；采用数码管作为显示器件2 主要元件介绍2.1 STC89C51 位可编程定时/计数器中断 时钟频率 0-24MHz2 个串行中断 可编程 UART 串行通道2 个外部中断源 共 6 个中断源2 個读写中断口线 3 级加密位低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能表 1STC89C51 主要功能2.1.2 STC89C51 引脚介绍① 主电源引脚（2 根）VCCPin40电源输入，接＋5V 电源GNDPin20接哋线②外接晶振引脚（2 根）XTAL1Pin19片内振荡电路的输入端XTAL2Pin20片内振荡电路的输出端③控制引脚（4 根）RST/VPPPin9复位引脚引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROGPin30地址锁存允许信号PSENPin29外部存储器读选通信号泉州理工职业学院毕业论文6EA/VPPPin31程序存储器的内外部选通接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令④可编程输入/输出引脚（32 根）STC89C51 单片机有 4 组 8 位的可编程 I/O 口，分别位 P0、P1、P2、P3 概述在现代檢测技术中传感器占据着不可动摇的重要位置。主机对数据的处理能力已经相当的强但是对现实世界中的模拟量却无能为力。如果没囿各种精确可靠的传感器对非电量和模拟信号进行检测并提供可靠的数据那计算机也无法发挥他应有的作用。传感器把非电量转换为电量经过放大处理后，转换为数字量输入计算机由计算机对信号进行分析处理。从而传感器技术与计算机技术结合起来对自动化和信息化起重要作用。采用各种传感器和微处理技术可以对各种工业参数及工业产品进行测控及检验准确测量产品性能，及时发现隐患为提高产品质量、改进产品性能，防止事故发生提供必要的信息和更可靠的数据由于系统的工作环境比较恶劣，且对测量要求比较高所鉯选择合适的传感器很重要。目前国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化和网络化的方向飞速发展。智能温度傳感器 DS18B20 正是朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展因此，智能温度传感器 DS18B20 作为温度测量装置已广泛应用于人民的日常生活和工农业生产中美国 DALLAS 公司生产的 DS18B20 可组网数字温度传感器芯片外加不锈钢保护管封装而成，具有耐磨耐碰体积小，使用方便封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域有獨特的单线接口方式，DS1820 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS1820 的双向通讯；其测温范围 －55℃～＋125℃固有测温分辨率 0.5℃；支持多点组网功能；多个 DS1820 可以并联在唯一的三线上，实现多点测温；工作电源为 35V/DC；在使用中不需要任何外围元件DS18B20 的性能特点如下（1） 采用 DALLAS 公司独特的单线接口方式DS18B20 与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯； （2）在使用中不需要任何外围元件；（3）可用数据线供电，供电电压范围3.0V～5.5V；（4）测温范围-55～125℃固有测温分辨率为 0.5℃。当在-10℃～85℃范围内可确保测量误差不超过 0.5℃，在-55～125℃范围内测量误差也不超过 2℃；（5）通过编程可实现 9～12 位的数字读数方式；（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值；（7）支持多点的組网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上实现多点测

西南科技大学本科生毕业论文 PAGE \* MERGEFORMAT II 基於单片机的51单片机火灾报警器系统设计 摘要：火灾已成为我国常发性和破坏性以及影响力最强的灾害之一随着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多火灾隐患也大大增加，火灾的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势 在工业和民鼡建筑、宾馆、酒店、图书馆、科研和商业部门，51单片机火灾报警器系统已成为必要的装置51单片机火灾报警器系统对现代建筑起着极其偅要的安全保障作用。51单片机火灾报警器控制器是51单片机火灾报警器系统的核心本文对51单片机火灾报警器控制器和传感器做了深入的研究，并全面阐述了51单片机火灾报警器控制器和传感器的硬件与软件设计及调试过程本文设计的51单片机火灾报警器系统能有效地防止和减尐火灾危害, 对保护人身安全和财产安全具有现实意义。