充电电池的温度检测与报警设计(附件)【字数：10991】
摘 要近几年，电动车的发展越来越迅速，几乎是每个家庭不可缺少的交通工具，随着时代的发展，跟新换代越来越快，但是安全隐患依然没有消除，电动车仍频繁发生火灾事故，每一次他们都会对人民生命财产造成不必要的损失。因此在电池周边加装一个温度检测与报警装置有着重要的现实意义。本文章选用STC89C52单片机为温度传感器的核心，DS18B20温度传感器将会检测并且收集环境温度，由DS1302时钟芯片为温度传感器提供计时功能、显示以及各项参数数值、AT24C02芯片存储报警时间和温度，实现掉电存储，按键设置报警值。系统通过温度传感器的模数转换来检测当前温度，如果超过或低于设定好的报警值，蜂鸣器会响报警灯亮，充电器自动断开并保存现场数据。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及研究意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3文本工作与论文结构 1
1.3.1文本工作 1
1.3.2论文结构 2
第二章 总体方案设计与论证 3
2.1总体设计概述 3
2.2方案选择与论证 3
2.2.1主控制器模块设计方案论证 3
2.2.2温度传感器的设计方案论证 4
2.2.3按键模块的设计方案论证 5
2.2.4 显示模块的设计方案论证 5
2.2.5电源选取的设计方案论证 5
2.3总体设计方案框图 6
第三章 硬件设计 7
3.1总体电路 7
3.2单片机最小系统 7
3.2.1 STC89C52单片机系统简介 7
3.2.2晶振电路 8
3.2.3复位电路 9
3.3温度检测电路 9
3.3.1温度传感器基本介绍 9
3.3.2 DS18B20的组成结构 9
3.3.3 DS18B20电路图 10
3.4数据存储模块电路 10
3.5显示电路 11
3.6输出控制模块电路 11
3.6.1继电器模块 12
3.6.2报警模块 12
第四章 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
软件设计 13
4.1主程序 13
4.2温度传感器温度采集子程序 13
4.3 AT24C02读和写子程序 16
4.4 LCD液晶显示子程序 16
4.5按键子程序 18
4.6报警子程序 19
第五章 系统安装与调试 21
5.1系统安装 21
5.2系统调试 21
5.3实物调试 21
5.4电路仿真调试 22
5.5设计检测数据 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A原理图 28
附录B实物图 29
附录C元件清单 30
附录D程序 31
第一章 绪论
1.1课题背景及研究意义
在很多居民住所和工作单位都建设电动自行车车棚，专供停放电动自行车，这能够缓解人们乱停乱放的问题，有利于美化环境，但同样存在不少安全隐患，成群的电动自行车停在一起，一旦某一辆出了故障出现起火，会造成一大片起火，场面不容易控制。
电动自行车发生火灾的重要原因有四个。第一个是蓄电池充电位置不安全，第二个是使用者乱接临时电源线，一根质量低劣的电源线容易着火，第三个是电池充电过度，导致持续发热，第四个是使用者会私自更换蓄电池和购买差不多型号的充电器，在充电过程中参数型号不匹配会让充电器电压过高，电池严重失水，温度逐渐升高而发生变形乃至爆炸起火。
使用者一般都在夜间给电动自行车进行充电，若是发生冒烟起火不容易发现。为了解决此问题，本次毕业设计在电池周边安装一个温度检测与报警装置，此装置在电动自行车充电时检测到电池超温就会发出报警声，可以叫醒深夜熟睡的人们起来查看，确认是否有火灾。这样的好处就是可以让人们提早发现火灾隐患，避免发生严重的火灾事故。
1.2国内外研究现状
目前，芬兰的vaisala和日本的figaro等许多大型外国公司十分重视传感器的开发，都在努力开发和改进传感器，以提高其在整个市场上的竞争力。1990年代，引入了电动自行车综合测温工具包和温度传感器测试系统[1]，大大刺激了传感器的发展。 在那个时候，国内许多研究机构继续探索和改进传感器检测装置的发明。比如说，动态测试系统和移动采样设备的自动气体传感器测试系统等。这些技术是利用传统的电子手段设计和开发的，充分反映了我国在传感器领域的成就。
1.3文本工作与论文结构
1.3.1文本工作
主要内容：
(1)硬件设计：设计并分析硬件系统，确定设计思路，为获得总体框架，使用Altium Designer软件绘制各模块电路原理图并将其连接起来，使用Protus软件绘制仿真图。
(2)软件设计：分析软件设计方案，编写适合本系统的控制程序，利用keil软件设计并编译相关程序。
(3)整体调试：调试程序并烧写程序，完成硬件调试，不断改善设计中的缺陷。
(4)论文部分：总结并逐步分析硬软件的设计过程，完成论文的初稿，随后通过不断的改进，最终完成定稿。
1.3.2论文结构
本论文主要介绍并说明充电电池的温度检测与报警的设计，一共有五个章节，每个章节的主要内容为：
第一章：介绍充电电池的温度检测与报警的设计的课题背景及研究意义和国内外的研究状况，还介绍了本设计的文本工作与论文结构。
第二章：介绍了系统的整体设计。通过分析其系统功能，所述系统的硬件要求，提出，并且对每个模块进行介绍。
第三章：介绍系统的硬件设计，系统分析硬件部分的各个模块。
第四章：介绍系统的软件部分，列出来的主程序和系统的其它子程序的流程图。
第五章：介绍充电电池的温度检测与报警的设计的系统安装与调试。
第二章 总体方案设计与论证
2.1总体设计概述
在本次毕业设计中，总结下来我的温度检测与报警系统主要由以下四个部分构成：单片机模块、温度检测模块，数据存储模块，以及输出控制模块。该系统实现了温度检测报警功能。本主题使用STC89C52单片机作为用于存储程序和控制电路的中央控制芯片；液晶显示模块使用1602液晶显示器显示参数值；温度检测模块采用温度传感器采集温度DS18B20进行采集温度并且实现温度转换；数据存储模块采用AT24C02存储报警时间和温度；按键模块共设计了五个按键，即：复位、模式、设置、加、减；输出控制部分则采用一个1路5V继电器和一个指示灯（用指示灯来代替充电器），根据单片机发出的指令来决定充电器的开关状态。上限和下限报警温度可以通过按下按钮来实现。如果当前的环境温度超过或低于设定温度，蜂鸣器响报警灯亮，指示灯灭（相当于关断充电器）。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及研究意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3文本工作与论文结构 1
1.3.1文本工作 1
1.3.2论文结构 2
第二章 总体方案设计与论证 3
2.1总体设计概述 3
2.2方案选择与论证 3
2.2.1主控制器模块设计方案论证 3
2.2.2温度传感器的设计方案论证 4
2.2.3按键模块的设计方案论证 5
2.2.4 显示模块的设计方案论证 5
2.2.5电源选取的设计方案论证 5
2.3总体设计方案框图 6
第三章 硬件设计 7
3.1总体电路 7
3.2单片机最小系统 7
3.2.1 STC89C52单片机系统简介 7
3.2.2晶振电路 8
3.2.3复位电路 9
3.3温度检测电路 9
3.3.1温度传感器基本介绍 9
3.3.2 DS18B20的组成结构 9
3.3.3 DS18B20电路图 10
3.4数据存储模块电路 10
3.5显示电路 11
3.6输出控制模块电路 11
3.6.1继电器模块 12
3.6.2报警模块 12
第四章 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
软件设计 13
4.1主程序 13
4.2温度传感器温度采集子程序 13
4.3 AT24C02读和写子程序 16
4.4 LCD液晶显示子程序 16
4.5按键子程序 18
4.6报警子程序 19
第五章 系统安装与调试 21
5.1系统安装 21
5.2系统调试 21
5.3实物调试 21
5.4电路仿真调试 22
5.5设计检测数据 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A原理图 28
附录B实物图 29
附录C元件清单 30
附录D程序 31
第一章 绪论
1.1课题背景及研究意义
在很多居民住所和工作单位都建设电动自行车车棚，专供停放电动自行车，这能够缓解人们乱停乱放的问题，有利于美化环境，但同样存在不少安全隐患，成群的电动自行车停在一起，一旦某一辆出了故障出现起火，会造成一大片起火，场面不容易控制。
电动自行车发生火灾的重要原因有四个。第一个是蓄电池充电位置不安全，第二个是使用者乱接临时电源线，一根质量低劣的电源线容易着火，第三个是电池充电过度，导致持续发热，第四个是使用者会私自更换蓄电池和购买差不多型号的充电器，在充电过程中参数型号不匹配会让充电器电压过高，电池严重失水，温度逐渐升高而发生变形乃至爆炸起火。
使用者一般都在夜间给电动自行车进行充电，若是发生冒烟起火不容易发现。为了解决此问题，本次毕业设计在电池周边安装一个温度检测与报警装置，此装置在电动自行车充电时检测到电池超温就会发出报警声，可以叫醒深夜熟睡的人们起来查看，确认是否有火灾。这样的好处就是可以让人们提早发现火灾隐患，避免发生严重的火灾事故。
1.2国内外研究现状
目前，芬兰的vaisala和日本的figaro等许多大型外国公司十分重视传感器的开发，都在努力开发和改进传感器，以提高其在整个市场上的竞争力。1990年代，引入了电动自行车综合测温工具包和温度传感器测试系统[1]，大大刺激了传感器的发展。 在那个时候，国内许多研究机构继续探索和改进传感器检测装置的发明。比如说，动态测试系统和移动采样设备的自动气体传感器测试系统等。这些技术是利用传统的电子手段设计和开发的，充分反映了我国在传感器领域的成就。
1.3文本工作与论文结构
1.3.1文本工作
主要内容：
(1)硬件设计：设计并分析硬件系统，确定设计思路，为获得总体框架，使用Altium Designer软件绘制各模块电路原理图并将其连接起来，使用Protus软件绘制仿真图。
(2)软件设计：分析软件设计方案，编写适合本系统的控制程序，利用keil软件设计并编译相关程序。
(3)整体调试：调试程序并烧写程序，完成硬件调试，不断改善设计中的缺陷。
(4)论文部分：总结并逐步分析硬软件的设计过程，完成论文的初稿，随后通过不断的改进，最终完成定稿。
1.3.2论文结构
本论文主要介绍并说明充电电池的温度检测与报警的设计，一共有五个章节，每个章节的主要内容为：
第一章：介绍充电电池的温度检测与报警的设计的课题背景及研究意义和国内外的研究状况，还介绍了本设计的文本工作与论文结构。
第二章：介绍了系统的整体设计。通过分析其系统功能，所述系统的硬件要求，提出，并且对每个模块进行介绍。
第三章：介绍系统的硬件设计，系统分析硬件部分的各个模块。
第四章：介绍系统的软件部分，列出来的主程序和系统的其它子程序的流程图。
第五章：介绍充电电池的温度检测与报警的设计的系统安装与调试。
第二章 总体方案设计与论证
2.1总体设计概述
在本次毕业设计中，总结下来我的温度检测与报警系统主要由以下四个部分构成：单片机模块、温度检测模块，数据存储模块，以及输出控制模块。该系统实现了温度检测报警功能。本主题使用STC89C52单片机作为用于存储程序和控制电路的中央控制芯片；液晶显示模块使用1602液晶显示器显示参数值；温度检测模块采用温度传感器采集温度DS18B20进行采集温度并且实现温度转换；数据存储模块采用AT24C02存储报警时间和温度；按键模块共设计了五个按键，即：复位、模式、设置、加、减；输出控制部分则采用一个1路5V继电器和一个指示灯（用指示灯来代替充电器），根据单片机发出的指令来决定充电器的开关状态。上限和下限报警温度可以通过按下按钮来实现。如果当前的环境温度超过或低于设定温度，蜂鸣器响报警灯亮，指示灯灭（相当于关断充电器）。
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