基于单片机的数字温度显示及报警系统设计

论文总字数：20730字

目 录

1 引言 1

1.1 项目研究背景与意义 1

1.2 方案整体设计 2

1.3 系统功能 2

2 系统硬件选择 3

2.1 温度传感器的选择 3

2.2 主控制器的选择 4

2.3 显示屏的选择 4

3 硬件简介 4

3.1 温度传感器DS18B20 4

3.1.1 功能特点 5

3.1.2 结构 5

3.1.3 初始化 5

3.1.4 工作原理 5

3.1.5 测量精度的提升 6

3.2 单片机STC89C52 6

3.3 LCD1602液晶显示屏 7

3.4 压电式蜂鸣器 7

4 系统电路设计 8

4.1 复位及晶振电路 8

4.2 独立按键电路 9

4.3 报警电路 10

4.4 温度显示电路 11

4.5　温度传感电路 12

5 软件设计 12

5.1 程序设计 12

5.1.1 主程序 13

5.1.2 按键检测函数 14

5.2 系统仿真 15

6 实物制作 18

6.1 实物焊接 18

6.2 程序烧录 20

6.3 系统调试 21

7 结果与分析 21

8 讨论 23

9 结论 25

参考文献 26

致谢 28

附录 29

基于单片机的温度数字显示及报警系统设计

肖牧阳

，China

Abstract: This paper designes a temperature digital display alarm system, which is based on single-chip microcomputer. The system takes the single-chip microcomputer as the core to realize the functions of data acquisition, display, parameter setting and alarm. To achieve the desired effect, through the design of the hardware circuit of each module, and the corresponding software program to realize the desired function of the entire system. The DS18B20 is used in the sensor. Its high degree of integration advantages brings a lot of convenience to the design. The system has the advantages of simple structure, high precision, strong anti-interference ability and high reliability.

Key words: Single-Chip microcomputer; Temperature Display; Alarm System; DS18B20

1 引言

1.1 项目研究背景与意义

70 年代以来，在工业生产过程中，随着电子技术领域飞速发展，以及自动控制理论和设计方法不断成熟的背景推动下，温度控制系统正在逐渐趋于成熟化发展，且在智能化方面也取得了一定的成果^[1]。在这个技术掌握方面，处于世界领先地位的国家有美利坚，德意志，日本以及瑞典等，与此同时，这些国家都各自制造出了一系列的温度控制器和仪器仪表，不管是在性能方面还是在它们的商品化方面，都做的十分卓越，在社会中的许多行业中都得到了十分广泛的应用。

在现实生活中的许多工业现场中，往往其工作环境对温度的测量及控制的精度都有着较严格的要求。例如在化工行业的联合制碱生产工艺中，就要求外冷器溶液出口和入口的温差在一固定值，低于或高于这个温差值都会对生产产生很大的负面影响^[2]。

根据本人在实习期间对实习单位LNG储配站工作环境的观察，很多重要的设施都需要不间断地对温度进行实时的监测和控制，以免出现重大的事故隐患，如LNG储罐的温度及压力和管道内部的温度等，因此本人决定设计一个对外部环境温度进行检测及报警的系统。在实际的工业生产中，所使用的温度控制系统根据采用的测温元器件不同，测量温度的方法不同，产品的品质的不同，其对于温度的控制精度也会随之产生不同的结果，因此，要根据现实需求，选择不同的数据采集精度，以及使用不同的温度控制方法。随着时代的不断发展，电力电子技术和各种元件也有了很大的提升，出现了许多测控温度的方法。

其中，比较典型的方法有嵌入式系统模糊温度控制系统，该系统以ARM7内核的LPC2124微处理器为主控制器，实时监测电源电压，实现对温度准确控制，借助RWB温度变送器与模数转换来获取实际的温度值，并使用显示屏对当前温度进行实显示。

本文设计了一种温度显示报警系统，采用了单片机来对此系统进行控制，这个系统将STC89C52单片机作为核心，而在温度采集的方面，则使用了DS18B20温度传感器来对周围温度进行检测，其系统结构简单，同时对温度变化的良好敏感度也符合本设计的需要。再借由LCD液晶显示屏来显示传感器所采集到的现场环境温度，并且可以加装按键模块，对温度上下限进行自行设置，当外部温度超过最高温度上限值或低于最低温度下限值时，则通过蜂鸣器进行报警。其优势是结构简单，编程不需要用专用的编程器，只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中，很方便且调试、修改和升级很容易^[3]。

本设计主要是围绕温度检测与报警的功能，实现放置在电脑机箱或冰箱内部，根据检测到的外部温度，判断温度是否过热或过冷，超出用户设定的预想值，从而发出报警提醒用户的功能服务。

1.2 方案整体设计

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：20730字