单片机的温度报警器的设计与制作
目 录
引言 1
一、系统的整体设计 2
（一）系统结构框图 2
（二）系统方案比对、论证 2
1.主控制器模块 2
2.温度测量 3
3.显示模块 3
4.电源选取 4
5.键盘设置 4
二、系统硬件设计 4
（一）主控制模块 4
（二）温度采集电路 5
1.温度传感器的选择 5
2.温度采集电路 6
3.报警电路 6
4.显示模块电路 7
三、系统软件设计 7
（一） 程序结构分析 7
（二） 系统程序流图 8
1.DS18B20初始化流程图 9
2.获取数据的流程图 9
四、器件的安装与调试 9
（一）安装步骤 9
1.检查元件的好坏 9
2.放置、焊接各元件 9
（二）实物调试 10
结论 12
致谢 13
参考文献 14
附录 15
1.完整原理图 15
2.PCB图 16
3.部分源程序 17
4.实物图 28
引言
由于科技的一直在开拓，如今对信息的精度和准确度的要求不断提高，现代的科技制约着这些技术的发展。现如今，在传感技术，通信技术和计算机技术这三大技术之中，传感器已经是步入了前沿的科技产品了，而温度传感器确实应用最广的，它已经走进了我们的生活，在工业生产的过程中和农业生产生产中温度的检测都和他们形影不离，因 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
此对于我们来说，温度的检测和测量是很重要的。
测量温度所用的主要就是温度传感器，也度过了不同的时代：
①传统的分立式温度传感器时代
②模拟集成温度传感器时代
③智能集成温度传感器时代。
现如今的温度传感器是在20世纪末出现的，是由计算机技术，自动测试技术，微电子技术三大技术相结合而产生的，亮点是显示温度数据并且进行操纵，加上一些控制器，使得我们也可以进行一些实时控制。生活条件的提高，也是的我们拥有越来越好的技术，以此来推动温度传感器的发展，逐渐的使其走向数字化，智能化，网络化，也保持着其精准度高，功能多，可靠性高。
本文是基于单片机的温度报警器，主要介绍了温度传感器DS18B20及操作指南，STC89C52单片机为主的温度控制器的程序原理和工作的流程。DS18B20温度传感器拥有采集数据直观，控制简便，可以适用于各种对精准度要求高的场所。
温度传感器DS18B20的输出由单片机进行实时检测，同时，单片机也会处理从DS18820处得到的数据。上电之后，周围的实时温度就会被数码管显示出来。我们可以凭按键来更改温度报警的上限和下限数值，当实时温度超过警戒线时，蜂鸣器既会鸣叫闪烁，捕捉到的信息可以精确到0.1度，并且断电之后仍然会保留数据，如果开机之后没有再次进行设置，那么在15秒后，将会回到上一次的设置，并退出设置。
一、系统的整体设计
（一）系统结构框图
系统结构框图如图1所示。本系统主要由温度传感器，键盘电路，单片机和报警电路组成。首先由温度传感器对外部温度进行采集，单片机进行处理判断，然后发送至显示器显示相应的温度。键盘可以用来设定报警的温度上限及下限。
（二）系统方案比对、论证
该系统主要由温度测量和温度设置及系统状态显示三部分电路组成，下面介绍实现此系统功能的方案。
1、主控制器模块
方案一：
采用可编程逻辑器件CPLD 作为控制器。CPLD具有稳定，处理功能强大，占地面积小，精密度高IO资源多，使得功能拓展也变得简单起来系统的运行速度，也因为使用的是并行的输入输出方式而得到了很大的提升。不过本系统对这些要求不高，不需要太过复杂，对数据也没有太多的要求，并且花费也比较高，所以我放弃了此项方案。
方案二：
以STC89C52单片机用来控制整个系统，体现出单片机操作简单，快捷的特点，并且也可以突出其制作成本少，功能齐全等优点。STC89C52单片机具有功能强大的位操作指令，使得其完全能够支持本次的设计。
由两者比较得出，我选择了方案二
2、温度测量
方案一：
考虑到可以简单的看到测温结果，所以使用的是温度芯片DS18B20，因为它容易地控制，输出的信号也是数字化的，减少了传统电路的一些测温电路。芯片的稳定性也有了一定的提高，作为工业检测温度的元件，应该有先选择。当温度在0—100之间时，芯片DS18B20可以将偏差缩小到不超过1摄氏度。DS18B20有一个特点，那就是可以用单总线的数据传输方式，使得温度报警装置可以与计算机连接起来。可以使测量更加方便。使用51单片机进行控制，使用编程使各种程序得以实现，减少占地面积，安装和使用起来也很方便。可以与PC机连接来传输数据，也可以独自控制DS18B20工作。还有在工业上，DS18B20也有着不小的作用，外围电路及程式的搭配使用也很广泛。
方案二:
采用的是热电偶温差电路测量温度，但是考虑到他们在工作时容易受到干扰，并且产生的误差也较大，输出的电压不大，在其中也涉及到了A/D 转换电路，感觉电路比较麻烦。
两种方案比较，可以看出方案二的测温装置可以测量的温度的范围是比较广的，并且它所需要的占地的位置也比较小，但是它的的误差范围有点广。方案一的测温装置电路对与我们来说简单、准确度高、实现方便、软件的设计也是比较简单，本次设计综合得出方案一乃是最好的选择。
3、显示模块
方案一：
用数码管进行显示。显示直观，迅速，成果易于了解，可以大范围推广。
方案 二：
使用LCD液晶屏进行显示数据。LCD显示的内容多，显示清晰，易于操作，显示快捷，获得了人们的认可，从而得到了广泛的普及。不过我们对显示的内容没有太多的要求，LCD的价位也是我们放弃的原因之一，综上所述我们选择方案一。
4、电源选取
由于本系统使用电池供电，我们考虑了如下几种方案作为系统的能源。
方案一：
使用在家中经常用到的5V的蓄电池，它普遍，易得，电流稳定，但是它的体积不算太小，不便于随身携带，所以放弃此方案。
方案二：
采用3节1.5 V干电池共4.5V做电源，经过实验，电池更换方便，并且在工作的时候，单片机、传感器的工作电压稳定能够满足系统的要求，
使用键盘输入指令，共四个键：复位键，加和减键，功能选择键，功能齐全。
方案二:
本次选用的装置一共8个接口，不但元器件众多，复杂，成本明显变高且太多功能而我们的要求也没有那么高。
1. DS18B20初始化流程图
在DS18B20要在初始化之后才可以进行工作，流程图如下：
引言 1
一、系统的整体设计 2
（一）系统结构框图 2
（二）系统方案比对、论证 2
1.主控制器模块 2
2.温度测量 3
3.显示模块 3
4.电源选取 4
5.键盘设置 4
二、系统硬件设计 4
（一）主控制模块 4
（二）温度采集电路 5
1.温度传感器的选择 5
2.温度采集电路 6
3.报警电路 6
4.显示模块电路 7
三、系统软件设计 7
（一） 程序结构分析 7
（二） 系统程序流图 8
1.DS18B20初始化流程图 9
2.获取数据的流程图 9
四、器件的安装与调试 9
（一）安装步骤 9
1.检查元件的好坏 9
2.放置、焊接各元件 9
（二）实物调试 10
结论 12
致谢 13
参考文献 14
附录 15
1.完整原理图 15
2.PCB图 16
3.部分源程序 17
4.实物图 28
引言
由于科技的一直在开拓，如今对信息的精度和准确度的要求不断提高，现代的科技制约着这些技术的发展。现如今，在传感技术，通信技术和计算机技术这三大技术之中，传感器已经是步入了前沿的科技产品了，而温度传感器确实应用最广的，它已经走进了我们的生活，在工业生产的过程中和农业生产生产中温度的检测都和他们形影不离，因 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
此对于我们来说，温度的检测和测量是很重要的。
测量温度所用的主要就是温度传感器，也度过了不同的时代：
①传统的分立式温度传感器时代
②模拟集成温度传感器时代
③智能集成温度传感器时代。
现如今的温度传感器是在20世纪末出现的，是由计算机技术，自动测试技术，微电子技术三大技术相结合而产生的，亮点是显示温度数据并且进行操纵，加上一些控制器，使得我们也可以进行一些实时控制。生活条件的提高，也是的我们拥有越来越好的技术，以此来推动温度传感器的发展，逐渐的使其走向数字化，智能化，网络化，也保持着其精准度高，功能多，可靠性高。
本文是基于单片机的温度报警器，主要介绍了温度传感器DS18B20及操作指南，STC89C52单片机为主的温度控制器的程序原理和工作的流程。DS18B20温度传感器拥有采集数据直观，控制简便，可以适用于各种对精准度要求高的场所。
温度传感器DS18B20的输出由单片机进行实时检测，同时，单片机也会处理从DS18820处得到的数据。上电之后，周围的实时温度就会被数码管显示出来。我们可以凭按键来更改温度报警的上限和下限数值，当实时温度超过警戒线时，蜂鸣器既会鸣叫闪烁，捕捉到的信息可以精确到0.1度，并且断电之后仍然会保留数据，如果开机之后没有再次进行设置，那么在15秒后，将会回到上一次的设置，并退出设置。
一、系统的整体设计
（一）系统结构框图
系统结构框图如图1所示。本系统主要由温度传感器，键盘电路，单片机和报警电路组成。首先由温度传感器对外部温度进行采集，单片机进行处理判断，然后发送至显示器显示相应的温度。键盘可以用来设定报警的温度上限及下限。
（二）系统方案比对、论证
该系统主要由温度测量和温度设置及系统状态显示三部分电路组成，下面介绍实现此系统功能的方案。
1、主控制器模块
方案一：
采用可编程逻辑器件CPLD 作为控制器。CPLD具有稳定，处理功能强大，占地面积小，精密度高IO资源多，使得功能拓展也变得简单起来系统的运行速度，也因为使用的是并行的输入输出方式而得到了很大的提升。不过本系统对这些要求不高，不需要太过复杂，对数据也没有太多的要求，并且花费也比较高，所以我放弃了此项方案。
方案二：
以STC89C52单片机用来控制整个系统，体现出单片机操作简单，快捷的特点，并且也可以突出其制作成本少，功能齐全等优点。STC89C52单片机具有功能强大的位操作指令，使得其完全能够支持本次的设计。
由两者比较得出，我选择了方案二
2、温度测量
方案一：
考虑到可以简单的看到测温结果，所以使用的是温度芯片DS18B20，因为它容易地控制，输出的信号也是数字化的，减少了传统电路的一些测温电路。芯片的稳定性也有了一定的提高，作为工业检测温度的元件，应该有先选择。当温度在0—100之间时，芯片DS18B20可以将偏差缩小到不超过1摄氏度。DS18B20有一个特点，那就是可以用单总线的数据传输方式，使得温度报警装置可以与计算机连接起来。可以使测量更加方便。使用51单片机进行控制，使用编程使各种程序得以实现，减少占地面积，安装和使用起来也很方便。可以与PC机连接来传输数据，也可以独自控制DS18B20工作。还有在工业上，DS18B20也有着不小的作用，外围电路及程式的搭配使用也很广泛。
方案二:
采用的是热电偶温差电路测量温度，但是考虑到他们在工作时容易受到干扰，并且产生的误差也较大，输出的电压不大，在其中也涉及到了A/D 转换电路，感觉电路比较麻烦。
两种方案比较，可以看出方案二的测温装置可以测量的温度的范围是比较广的，并且它所需要的占地的位置也比较小，但是它的的误差范围有点广。方案一的测温装置电路对与我们来说简单、准确度高、实现方便、软件的设计也是比较简单，本次设计综合得出方案一乃是最好的选择。
3、显示模块
方案一：
用数码管进行显示。显示直观，迅速，成果易于了解，可以大范围推广。
方案 二：
使用LCD液晶屏进行显示数据。LCD显示的内容多，显示清晰，易于操作，显示快捷，获得了人们的认可，从而得到了广泛的普及。不过我们对显示的内容没有太多的要求，LCD的价位也是我们放弃的原因之一，综上所述我们选择方案一。
4、电源选取
由于本系统使用电池供电，我们考虑了如下几种方案作为系统的能源。
方案一：
使用在家中经常用到的5V的蓄电池，它普遍，易得，电流稳定，但是它的体积不算太小，不便于随身携带，所以放弃此方案。
方案二：
采用3节1.5 V干电池共4.5V做电源，经过实验，电池更换方便，并且在工作的时候，单片机、传感器的工作电压稳定能够满足系统的要求，
使用键盘输入指令，共四个键：复位键，加和减键，功能选择键，功能齐全。
方案二:
本次选用的装置一共8个接口，不但元器件众多，复杂，成本明显变高且太多功能而我们的要求也没有那么高。
1. DS18B20初始化流程图
在DS18B20要在初始化之后才可以进行工作，流程图如下：
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