单片机的智能温度预警系统教学案例

来源:网络整理 作者:2017年04月21日 10:03
[导读] 如果环境温度超过或低于限定值,必定对所处环境的人和设备造成影响,甚至给个人和社会造成巨大的损失。随着单片机技术的飞速发展,利用单片机设计温控系统成为控制技术发展的需要。本文提出了一种基于单片机的温度预警系统的设计方案,并采用PROTEUS进行了仿真。该系统不仅可以高精度的测量温度,同时对温度进行实时监控并做到超温报警,有较高的实用价值。

  1.引言

   如果环境温度超过或低于限定值,必定对所处环境的人和设备造成影响,甚至给个人和社会造成巨大的损失。随着单片机技术的飞速发展,利用单片机设计温控系统成为控制技术发展的需要。本文提出了一种基于单片机的温度预警系统的设计方案,并采用PROTEUS进行了仿真。该系统不仅可以高精度的测量温度,同时对温度进行实时监控并做到超温报警,有较高的实用价值。

  2.系统设计的总体方案

  本设计方案总体框图如图1所示,它是由单片机、四路数据采集模块、集成功放模块、人机交互界面和系统电源等组成。

  单片机的智能温度预警系统教学案例

  本设计系统以AT89C52单片机作为控制核心,数据采集部分由温度传感器DS18B20组成;人机交互界面为4&TImes;4矩阵键盘输入和LCD1602液晶显示,可以方便的输入数据和直观的显示。系统电源为+5V电源供电。软件部分采用C语言进行编程,实现了该设计的全部控制功能。该温度预警系统的测量范围为-55℃~+125℃。当检测的温度高于最高或最低温度设定值时,实现报警功能。

  3.电路设计

  3.1 单片机

  AT89S52单片机是ATMEL公司推出的高档型AT89S系列单片机中的增强型产品。AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS8为单片机,片内含8K Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。期间采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

  3.2 温度采集电路

  由单片机获取非电信号的温度信息,必须通过温度传感器。传统的温度测量多以热敏电阻作为温度传感器,但是,热敏电路可靠性较差,测量温度精度低,因此使用DS18B20温度传感器采集温度。DS18B20是美国达拉斯(Dallas)公司的单数字温度传感器芯片,DS18B20具有体积小,功耗低,抗干扰能力强,易于微处理器连接等特点,其测量范围-55℃~+125℃,最大分辨率为0.0625℃,在-25℃~+85℃范围内其测温标准度为±0.5℃。

  DS18B20只有三个引脚,一个接地,一个接电源,一个数字输入/输出引脚,由于DS18B20采用单总线结构,本系统的四个温度传感器并联在三线上,数据输入/输出接单片机的P1.7口,电源与数字输入输出脚间需要接一个4.7K的电阻,实现多点组网功能。

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