基于單片機與ds18B20的GPRS測量報警系統(tǒng)

【摘要】隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，單片機在儀器測試領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本文設(shè)計的溫度檢測系統(tǒng)采用AT89C51 單片機作為控制中心，利用溫度傳感器ds18B20 將溫度轉(zhuǎn)換成電信號，通過其內(nèi)置轉(zhuǎn)換芯片完成A/D 轉(zhuǎn)換，利用LM017液晶顯示屏實現(xiàn)溫度的顯示。通過對顯示數(shù)值的監(jiān)控，并最終通過GPRS模塊*自動對過高溫度進行短信報警。仿真測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)電路簡單，工作穩(wěn)定可靠。*注：目前該計劃尚未加入GPRS模塊。

【關(guān)鍵詞】溫度傳感器；AT89C51；ds18B20；溫度檢測

0.引言

AT89C51單片機具有靈活、方便、便宜等優(yōu)點。因此，該芯片在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。本文采用AT89C51作為中心處理器，設(shè)計了一個簡易的溫度檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠測量0℃～50℃范圍的溫度，并且利用十進制顯示溫度值，當(dāng)溫度超過50℃時，系統(tǒng)產(chǎn)生報警指示。

（設(shè)計中為方便計算和測量，選用0℃到100℃的量程和50℃的報警溫度值，由于該系統(tǒng)最終需要投入到電纜溫度監(jiān)測中，實際時可以根據(jù)需要調(diào)整。）

1.系統(tǒng)硬件設(shè)計

溫度傳感器將外部溫度轉(zhuǎn)換為模擬電流信號，在AT89C51 的控制下將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入LM016 液晶顯示屏。在監(jiān)測電纜過程中，正常情況顯示屏顯示：normal，當(dāng)溫度超過一定值時系統(tǒng)會自動報警，指示當(dāng)前溫度過高，并于顯示屏上顯示：danger；當(dāng)超過危急溫度時將自動斷開電纜。當(dāng)溫度超過上限系統(tǒng)會以紅燈形式報警并斷開電纜，指示當(dāng)前溫度過高。

（1）溫度傳感器的選擇

溫度傳感器是該系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，本文選擇的是ds18B20，選擇依據(jù)就是ds18B20為數(shù)字芯片，內(nèi)置結(jié)構(gòu)完整，不需要A/D轉(zhuǎn)換，易于檢查和設(shè)計。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（2）AT89C51的資源分配

根據(jù)AT89C51要實現(xiàn)的功能，需要對AT89C51的I/O端口功能分配，中斷資源分配和片內(nèi)RAM資源分配。仿真里P0引腳輸出到液晶顯示板。P1引腳用了4個，P1.0，P1.1，P1.2用于預(yù)設(shè)溫度預(yù)警值，P1.3用于控制三極管和relay繼電器（整個可以稱為過高溫度保護），P2用于讀寫LCD的顯示數(shù)據(jù)和接受傳感器。

2.軟件設(shè)計

本文采用AT89C51 作為核心處理器件，其軟件設(shè)計需要實現(xiàn)三部分功能：

（1）ds18B20為信號采集器；

（2）溫度顯示：采用LCD液晶顯示屏顯示當(dāng)前溫度；

（3）報警指示：將ds18B20面板上顯示的溫度值與設(shè)置值比較，若當(dāng)前溫度值越過第一限制值，則產(chǎn)生危險信號，若超過第二限制值，則繼電器響應(yīng)并斷開整個報警系統(tǒng)與電纜之間的連接以保護報警系統(tǒng)。AT89C51具體設(shè)計圖如圖3所示。

3.結(jié)束語

經(jīng)過模擬測試，在溫度正常的范圍內(nèi)，系統(tǒng)讀取的溫度數(shù)與普通溫度計的讀數(shù)基本一致，符合系統(tǒng)要求。在室內(nèi)溫度升高超過一定值時，系統(tǒng)讀數(shù)顯示正確并且報警指示燈點亮。該溫度檢測系統(tǒng)電路簡單，穩(wěn)定性好，調(diào)試方便，價格低廉，經(jīng)我小組成員進一步完善改進之后對于測控電纜并對溫度報警具有一定的實用價值。

參考文獻

[1]Analog Devices.AD590 Sheet[Z].http：//www.analog.com.

[2]Analog Devices.AD574 Sheet[Z].http：//www.analog.com.

[3]王幸之.A T89 系列單片機原理與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[4]胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1995.

[5]徐愛卿.單片微型計算機應(yīng)用和開發(fā)系統(tǒng)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.