基于51单片机的温度监控系统设计_单片机课程设计.doc

单片机课程设计报告
题目: 温度监控系统设计
学院:通信与信息工程学院
专业: 电子信息工程专业
班级: 电信****班
成员: 艾依河里的鱼
二〇一一年七月十二日
一、引言
温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。
作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合,应用性比较强,本系统可以作为仓库温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统,以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测,利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便,控制灵活等优点。
本设计系统包括单片机,温度采集模块,显示模块,按键控制模块,报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题所有要求。
二、实验目的和要求
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三、方案设计
总体设计方案采用AT89C52单片机作控制器,温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计,系统由5个模块组成:主控制器、测温电路、显示电路、控制电路、报警及指示电路。主控制器由单片机AT89C52实现,测温电路由DS18B20温度传感器实现,显示电路由4位LED数码管直读显示,,报警指示电路由蜂鸣器和发光二级管构成,控制电路由按键构成。本设计所使用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,测温准确等特点,其输出温度采用数字显示,主要用于对温度的精度要求较高的场所,或科研实验室使用,并且加有报警装置,超过限制温度可发出报警信号,还可以调整报警上下限温度。该设计控制器使用单片机AT89C52,测温传感器使用DS18B20,用4位共阳极LED数码管以I/O口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。
四、实验原理
利用温度传感器芯片监测环境温度,将温度信号转换为数字信号传送到单片机内部,单片机通过对温度数据进行处理,利用四位八段数码管显示环境温度,并利用蜂鸣器和发光二极管发出超限警报信号。通过按键操作可以改变报警温度的上下限。
五、材料清单
序号
名称
型号/规格
数量
备注
1
单片机
STC89C52RC
1
U1
2
温度传感器
DS18B20
1
U2
3
电阻
3KΩ
5
R1,R2,R3,R4,R12
4
100Ω
4
R5,R6,R7,R8
5
10KΩ
4
R9,R13,R14,R15
6
200Ω
1
R10
7
1KΩ
1
R11
8
排阻
10K
1
RP1
9
电容
30pF
2
C1,C2
10
电解电容
22uF
1
C3
11
三极管
9013(NPN)
4
Q1,Q2,Q3,Q4
12
8550(PNP)
1
Q5
13
发光二极管
黄色
1
D1
14
红色
1
D2
15
绿色
2
D3,D4
16
蜂鸣器
1
BUZ1
17
按键
4
S1,S2,S3,S4
18
晶振

1
X1
19
四位八段数码管
XD3941BR-ST
1
显示
六、基本芯片及其原理

89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品,它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统,属于80C51增强型单片机版