基于51單片機的可調溫度報警器

何奕飛

【摘要】本文主要介紹單片機在溫度控制中的應用，該儀器采用美國Intel公司八位單片機作為控制核心，配以DS18B20構成的智能溫度測量裝置及其他集成電路，加上精心對軟件設計，實現了儀表智能化?？梢栽O置上下限報警溫度，當溫度不在設置范圍內時，可以報警。同時， LED顯示器直接跟蹤顯示被控對象的溫度值，準確度高，顯示清晰，穩(wěn)定可靠，使用方便。主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用。它具有結構簡單，不需要外接元件，可有用戶設置溫度報警界限等特點，可廣泛應用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機器人、工業(yè)控制等諸多領域，使產品小型化、智能化，既提高了產品的功能和質量，又降低了成本，簡化了設計。

【關鍵詞】AT89S52單片機;溫度傳感器;DS18B20;顯示器LCD1602

隨著現代信息技術的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實現.能夠獨立工作的溫度檢測和顯示系統(tǒng)應用于諸多領域。傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻為溫度敏感元件。熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號處理電路，而且可靠性相對較差，測溫準確度低，檢測系統(tǒng)也有一定的誤差。與傳統(tǒng)的溫度計相比，這里設計的數字溫度計具有讀數方便，測溫范圍廣，測溫精確，數字顯示，適用范圍寬等特點。選用AT89S52單片機作為主控制器件，DSl8B20作為測溫傳感器通過LCD1602并行傳送數據，實現溫度顯示。通過DSl8B20直接讀取被測溫度值，進行數據轉換，該器件的物理化學性能穩(wěn)定，線性度較好，在-55℃～125℃最大線性偏差小于0.1℃。該器件可直接向單片機傳輸數字信號，便于單片機處理及控制。另外，該溫度計還能直接采用測溫器件測量溫度，從而簡化數據傳輸與處理過程。

一、總體設計

本設計是一個基于單片機的溫度測量電路，傳統(tǒng)的溫度檢測系統(tǒng)采用熱敏電阻等溫度敏感元件，熱敏電阻雖然成本低，但是需要后續(xù)信號處理、A/D轉換處理等才能將溫度轉換成數字信號，不但電路復雜，可靠性和精度也相對較低，在應用中還需要解決引線誤差補償、干擾等問題，故傳統(tǒng)方案不可取。進而非常容易考慮到使用溫度傳感器，在單片機電路設計中，單片機除了可以測量電信號外，還可以用于溫度、濕度等非電信號的測量，能獨立工作的單片機溫度檢測、溫度控制系統(tǒng)已經廣泛的應用于很多領域。

本設計中，溫度傳感器采用DS18B20，控制器采用AT89S52，顯示電路采用LCD1602液晶顯示器實現，總體方框圖如下：

1、DS18B20溫度傳感器

本次采用DS18B20測溫芯片，DS18B20是美國DALLAS半導體器件公司推出的單總線數字化智能集成溫度傳感器。它具有節(jié)省I/O口線資源、結構簡單、成本低廉、便于總線擴展和維護等諸多優(yōu)點。DS18B20溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9—12位的 數字值讀數方式。

2、AT89S52單片機。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51 產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。

3、最小系統(tǒng)模塊（1）復位電路。采用的是按鍵電平復位電路，按鍵電平復位是通過復位端經電阻與VCC電源接通而實現的。復位電路雖然簡單，但其作用非常重要。一個單片機系統(tǒng)能否正常運行，首先要檢查是否能復位成功。（2）振蕩電路。單片機芯片內部有一個高增益反相放大器，用于構成振蕩器，反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，分別是89S52的19腳和18腳。在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構成穩(wěn)定的自激振蕩器，電容器的選擇通常取30pF左右時，對振蕩頻有微調作用。振蕩頻率范圍是1.2Mhz-12Mhz。

4、報警電路。系統(tǒng)中的報警電路是由發(fā)光二極管和限流電阻組成，并與單片機的P2.6端口連接。

二、主程序流程圖

三、結束語

本次設計，加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應用到實際當中去，創(chuàng)新可以是在原有的基礎上進行改進，使之功能不斷完善，本次設計，通過在原有的計數器系統(tǒng)進行了改進，使之增添了暫停、計數、清零等的三個控制功能，使之成為一個更加適用，功能更加完備的屬于自己的一個系統(tǒng)，設計結果能夠符合題意。