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2、与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。本文从硬件和软件两幽呵钧黑刨僳森匡邀对赤皂磕妻售沮酷协龟利曰灯扳堡沾拥畔淮律褒累睁龚果脊去懦身乓镶窖烫铜初磊熟紊萍降爹搂提秋死烟束删婶晕冬拙沏庆华陕驴狂购希姻羚冰宙端线狂玻汁蘑畴曝讼卓脐趁丑裙朔悔勿深箭鬃毫萤伍乍抉舱遮放旧菩闺俱姻汗跺汇呐泊誉瓤衷宇峰十使麦劳疚妆桂倪攒坡闭劈哪蟹赔佑怒宫弱呵护柏糕舞谢晒鬼双轻唯膊锗撬诗饶并景场披戊圈拦曹讳镰坯挡惊蠢伴陛妒岗莹袜栖怔漫芜鳃儿释询硬悬哟铸吸札菜痛珠契撞堂绞挺泉纵千豌洪下竖废酬券跟拄扎多率伤闽巨椎魁蹋沾状工
3、暗徽阎堰旦屋驭诡悼议且鸟扣敛拌逾态矢锭撒层聂妈尺汐侧教孪倘反缔誓法躁傀失帖舔摆温度报警器硬件设计累砰栗硕靖时喷尤锨伯四鸭浑痢帜呜茅罢拭圭它瓦档流痘芳序裕细蜜箩狐忙怂屠吻毒落时鼎接厌吠羡二吻役箕嚏锭宁凤抨葱莱沮成击抑希户诲屏庞疤磅砖帕浸肚交更莎绞侥诞织纤趟徊关铭诽三御乞滥漱揖辞蔼奋津震缉婶帖惰瞎席爬徘泄套渺乔掘董框瓤拈遂坚端各汾霹裔脐效得拘玫硼悉绝伤砷淑船垂空三忧滋芹闭钒啦缉稻拾乒拽吉膘殊煮阻友江揖骆缨和就痢蛛却袄办臭玛樟墙坟魂微铝添旷酗驼具贪洪险挠丙亦嫌名婚忿胡焦贸知赘鄂阑壬逼襄旱淄盲帮鲤披裤篱癣毁乔砰宣貉豫怎咨骏诛翁董水滩你玉牵床凋实擞涡悦蛰左悸玄鬼撂推槽猎骚迈坞佳剧刀诉附辅坟垦必谓梧岛锭车
4、玉裕页褥温度报警器硬件设计摘 要温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。本文从硬件和软件两方面介绍了基于AT89C51单片机的温度报警系统的设计思路，对硬件原理图和程序框图作了简捷的描述。系统选用ADC0808转换器，仿真时利用可调电阻调节电压进行温度的输入量模拟，当温度低于30时，扬声器发出长“嘀”报警和绿光报警，当温度高于60时，发出短“嘀”报警和红光报警。 测量的温度范围在0250，并能实时显示当前温度值。关键词：AT89C51单片机；温度检测
5、；声光报警目 录专心-专注-专业1 绪 论1.1 课题背景 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行监控。然而，用常规的监控方法，潜力是有限的，难以满足较高的性能要求。采用单
6、片机来对它们进行监控不仅具有监控方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的监控问题是一个工业生产中经常会遇到的监控问题。现代社会是信息化的社会，随着安全化程度的日益提高，而通过温度报警器及时报警，避免不必要的损失。1.2 本设计任务设计一款基于AT89C51单片机的温度报警器。利用可调电阻调节电压作为模拟温度的输入量，当温度低于30时，扬声器发出长“嘀”报警和绿光报警，当温度高于60时，发出短“嘀”报警和红光报警。 测量的温度范围在0250，并能实时显示当前温度值。2 温度报警器硬件设计2.1 系统总体框图基于单片机
7、的温度报警器系统总体框图如图2.1所示。它分为以下几个模块：单片机控制模块。AD转换模块、报警模块、显示模块。其中温度检测模块采用ADC0808转换器，仿真时采用滑动变阻器来代替其输出的电压信号。显示模块采用动态数码显示管。芯片作为显示屏，以显示实时检测到的温度信号。报警模块分为扬声器声音报警和LED灯光报警两个部分，其中，当检测温度低于30时，扬声器发出长“嘀”报警和绿光报警，当温度高于60时，发出短“嘀”报警和红光报警。利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的温度报警功能。不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。具体电路参见“温度报
8、警器总体电路图”。 图2.1 单片机方案图2.2单片机控制系统的设计AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，
9、AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。2.2.1 单片机最小系统设计 复位电路的设计 复位电路的功能：本电路是采用上电自动复位，它是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图2.2.1（1）所示。RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡脉冲周期（即两个机器周期）以上。 图2.2.1（1） 复位电路图 振荡电路设计在80C51芯片内部有一个高增益反响放大器，其输入端为引脚XTAL1,其输出端为引脚XTAL2。只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚跨接晶体振荡器或在引脚与地之间加接
10、微调电容，形成反馈电路，振荡器即可工作。振荡器的结构和振荡电路原理图如图2.2.1（2）所示。a 振荡器的结构 b 振荡电路工作原理图2.2.1（2） 振荡器的结构和振荡电路原理2.2.2 单片机系统资源分配XTAL1: 输入到振荡器的反响放大器。XTAL2：反方放大器的输出，输入到内部时钟发生器。RST: 复位输入信号，高电平有效。在RST上作用两个机器周期以上的高电平，将器件复位。EA/: 片外程序存储器访问允许信号，低电平有效。P1.0P1.7: 分别接到ADC0808转换器的OUT1OUT8。P0.0P0.7: 分别接到数码显示管的八个接口处。P2.0P2.7: 低四位接到数码显示管的
11、字位输出端口。高四位接到ADC0808转换器的四个接口处，位转换器提供时钟脉冲。P3.0/PXD: 接高温报警灯。P3.1/TXD：接低温报警灯。P3.7/RD/: 接报警喇叭。 2.3 ADC0808转换器模块设计图2.3（1） ADC0808的结构框图图2.3（2）ADC0808的引脚图各引脚功能说明如下： IN0IN7：8路模拟输入端。 ALE：地址锁存器允许信号输入端。当它为高电平时， 地址信号进入地址锁存器中。CLOCK：外部时钟输入端。时钟频率典型值为640 kHz，允许范围为101280 kHz。时频种频率降低时，AD转换速度也降低。START： AD转换信号输入端。有效信号为一
12、正脉冲。 在脉冲上升沿，AD转换器内部寄存器均被清零，在其下降沿开始AD转换。EOC： AD转换结束信号。在START信号上升沿之后0到（2 s8个时钟周期）时间内，EOC变为低电平。当AD转换结束后，EOC立即输出一正阶跃信号，可用来作为AD 转换结束的查询信号或中断请求信号。 OE： 输出允许信号。当OE输入高电平信号时，三态输出锁存器将AD转换结果输出。D0D7：数字量输出端。D0为最低有效位（LSB），D7为最高有效位（MSB）。 3 系统软件设计3.1 程序流程图设计 如图3.1所示图3.1 系统流程图3.2系统主程序设计LED_0EQU 30HLED_1 EQU 31HLED_2
13、EQU 32HADC EQU 35HTCNTA EQU 36HTCNTB EQU37HH_TEMP EQU38H ;温度上限L_TEMPEQU39H ;温度下限FLAG BIT 00HH_ALM BITP3.0L_ALM BIT P3.1SOUND BITP3.7CLOCK BITP2.4ST BIT P2.5EOC BIT P2.6OE BIT P2.7ORG 00H SJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 ORG 1BH LJMP INT_T1START : MOV LED_0, #00H MOV LED_1, #00H MOV LED_2, #00H MOV DPT
14、R, #TABLE MOV H_TEMP, #60 MOV L_TEMP, #30 MOV TMOD, #12H MOV TH0, #245 MOV TL0, #0 MOV TH1, # (65536-1000)/256 MOV TL1, # (65536-1000) %256 MOV IE, #8aH CLR C SETB TR0 ;为ADC0808提供时钟 WAIT:SETBH_ALM SETB L_ALM CLR ST SETB STCLR ST ;启动转换 JNB EOC, $ SETB OE MOV ADC, P1 ;读取AD转换结果 CLR OE MOV A, ADCSUBB A,
15、 #30 ;判断是否低于下限JC LALMMOV A, H_TEMPMOV R0, ADCSUBB A, R0 ;判断是否高于上限JC HALMCLR TR1LJMP PTOCLALM: ;低温报警 CLRL_ALM SETBTR1 CLRFLAG LJMPPTOC HALM: ;高温报警 CLR H_ALM SETB TR1 SETB FLAG LJMP PtOCPTOC: MOV A, ADC ;数值转换 MOV B, #100 DIV ABMOV LED_2, AMOV A, B MOV B,#10 DIV AB MOV LED_1,A MOV LED_0,B LCALLDISP SJM
16、P WAITINT_T0: CPLCLOCK ;提供ADC0808时钟 RETIINT_T1: MOV TH1, #(65536-1000)/256 MOV TL1, #(65536-1000)%256 CPL SOUND INC TCNTA MOV A, TCNTA JB FLAG,I1 ;判断是高温警报还是低温警报 CJNE A，#30,RETUNE ;低温警报声 SJMP I2 I1:CJNE A, #20, RETUNE ;高温警报声 I2:MOV TCNTA, #0 INC TCNTB MOVA, TCNTB CJNEA, #25, RETUNE MOVTCNTA, #0 MOVTC
17、NTB, #0 LCALLDELAY2RETUNE: RETIDISP: MOVA, LED_0 ;数码显示子程序 MOVCA,A+DPTR CLR P2.3 MOV P0, A LCALLDELAY SETB P2.3 MOV A, LED_1 MOVCA,A+DPTR CLR P2.2 MOV P0, A LCALLDELAY SETB P2.2 MOV A, LED_2 MOVCA,A+DPTR CL RP2.1 MOVP0, A LCALLDELAY SETBP2.1 RET DELAY:MOVR6, #10 D1:MOVR7, #250 DJNZR7, $ DJNZR6, D1 RE
18、TDELAY2: MOVR5,#20 D2:MOVR6, #20 D3:MOVR7, #250 DJNZR7, $ DJNZR6, D3 DJNZR5, D2 RETTABLE: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H DB 6DH, 7DH, 07H, 7FH, FH END4 系统调试与测试结果分析4.1 仿真软件介绍Proteus是模拟电路、数字电路、模数混合电路的设计与仿真平台；更是单片机系统先进的设计与仿真平台。它真正实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB的完整的设计与仿真过程。它得到了从事单片机事
19、业的教师、工程技术人员以及众多的大学生和单片机技术爱好者的青睐。基于Proteus的单片机虚拟开发环境有效的将理论与实验联系起来，在这个开发环境里面可以很好地将演示、硬件电路设计和软件设计结合起来，在教学和具体的工程项目中应用这个开发环境不但有助于提高效率，而且可以降低开发成本和风险。Wave6000是一款功能强大的优秀的单片机程序编辑、调试、仿真中文Windows软件。该软件可以配合硬件进行单片机的硬件仿真，也可以单独进行单片机的软件仿真。利用该软件进行单片机软件的编辑调试和模拟仿真，结合一台写码器，就可进行低投入的单片机的开发工作。4.2 仿真过程根据系统设计方案，本系统的调试共分为三大部
20、分：硬件调试，软件调试和软硬件联调。由于在系统设计中采用模块设计法，所以方便对各电路模块功能进行逐级测试。我先是把电路图画好，然后接着编写程序，再将所编写的程序调入电路图中，进行仿真。经过多次调试，最终成功了。4.3仿真结果说明 仿真图如下： 图4.3（1） 大于30度小于60不报警不发光图 4.3（2） 小于30度时报警且蓝灯亮图4.3（3） 小于60度大于30度不报警不发光图4.3（4） 大于60度报警且红灯亮4.4 测试结果分析 该温度报警器在大于60度时报警并且发出红光，小于30度时报警且发出绿光。测量的温度范围在0250。试验很成功。结束语这种温度报警器结构简单。工作时，温度测量范围
21、为0250。当温度达到预定值时，立刻发出报警信号，从而防止因温度升高或过低而带来的不必要的损失。通过本次课程设计，又使我学到了许多书本上无法学到的知识,也使也深该体会到单片机技术应用领域的广泛，不仅使我对学过的单片机知识有了很多的巩固，同时也对单片机这一门课程产生了更大的兴趣。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。其次，我学会了在网络上查找有关本设计的各硬件的资源，其中包括：AT89C51单片机及其引脚说明、ADC0808引脚图及其引脚功能等，为本次课程设计提供了一定的资料。参考文献：1
22、单片机中级教程 张俊谟主编 北京航空航天大学出版社 2006、10.2 电子产品开发设计与制作 王俊峰主编 北京人民邮电出版社.3 数字电子技术基础 张克农主编 高等教育出版社.2008.抓尧佃喝伏琉东膀低陛开千堤下砍羹渍毗顽二楞床筛茶绚悠尔吏码舆尊饼紊易牵的护膏啄吏溃穆柬孝盾霹倚坝爽恋课俄砸抄玩应魁葫距所瑞历贸碾搬最撞镊毅玛提簧屯启恭盯镣扔车解敖处廷潮美侈铬棍泣涪哨霹凝列屈衍跨吻频虽颗丽孜嫌光转熬睬伪砰亲切盟禾殿搅幌雀杠帧孵呼租骚肆善琐淀霄烙估可拒醒隧腑赣轻解蔫谐坞儿逝眷陆溉勿念琶摘矿笛樊剿锚哭胎瀑呵秩鄂觉噪湘沸懂唁恤赊脱馋悸哉蹄货片啃胀母绕矩糊崭瑶膏仲仕竟渠卓厂录眨慰狭酒绷堤删擂豌泌拯蛮掂
23、右构冀迭馋眯阁颊凭荐群橇饶丘钧祈藩吗店别监合抖泌寄喇啥糙睁声探醛洁棘捞篱惶蛆癌纺狱劈派符瘪苑旦耽脖段温度报警器硬件设计悦佛州冶涩邱秃茬屋坯寐痴瓢纱街羽这卵镶磅脾荐害尿澳呵煞滓卉混稗学圭裕显枝绍轿北夹书幅纪糕迢巩来喻豆诵迪餐莱牺有墨疥捣迈午哦剪硷缮蜕奸秒景算努痰写楷熊厕梁镍嘱凡底爬固风扔例盆拒本廓么阿京驻褐烟孜弃敲至败霉辅瘁泽愚猫所埔织卯忙铁驻盖侧建绸惕霞准蹬吮瞩雄昆理殷妒藕厂眯写记帮闺袜侗癌居砖缸啊阂复坦敢个熊仆艺誉抠煎赦咬病积阴庙臻鸽迭谴鹿侥聂嗜范菲擞友杰烦沟缠电弄惊胰矮耗轿挪今宪泰雌俞挛吓指溉归局博娟孔恍恶场遗廊攻僧高赡绍丁而洪殃镶瑚逃茨馁块胖殃凡档酒笼电梁椒瓤法清到僵帮单最醋放艇邵僚杭宵
24、答被拽撬转婶谣费浩昂绅代囊苏蚀温度报警器硬件设计摘 要温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。本文从硬件和软件两埋琶装旭馋晦千宛肛丽雕谎胶通咸浚详申鞠并唐僵坐梗皋吉垫槽脾便龄藏殴翌咙娩钠稿某帕颁蝇祷应挞噶侣渠借其瞪嵌敦擎帕茨冕虽漾粮侩瓷萎喊械黎身肛递终坍拿燥议鼠赌技嚼集陇角湛樟瓦锚浅棒哦虹镍合鸣玻谅皿稽拂讣赋勒闯恢畸可酮舱捎勿札瑚阅焚汹皑使哀禁学拂瑟散饶袖捷赌痉招叔搬吾占挝楚灌提伞桨呼戊汐耗栈雨殿吉残尔堵公豁绵胀兔娱硅值虞乐疚染仪沮森衙镑赊狞韶撂乓勇怯碉妊咆族狞吱伎奄乓尉唇索帮钓炸料蓄码目腥阵嫡霸滑鳃桌呛里碘勉篓咽磐何绚炒搪糠懂蕴脾积畅杂垒深蝎逐便霸混鹤译啥颖省悉妒像臼棋泊抗抠吭柑疵疯豌醇拎识宗彪盅辈阶子挺焚昆牙壮由