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温度检测与报警系统

合肥学院

计算机科学与技术系微机原理与接口技术

课程设计报告

2008～2009学年第1学期

课程微机原理与接口技术

课程设计名称温度检测与报警系统

学生姓名陈庆鹏

学号0604032022

专业班级网络工程2班

指导教师张向东教授

2009 年 2 月

一、题义与需求分析

①设计并开发能检测温度信号，并能产生报警信号的系统；

②能判断所检测的温度值是否越界；

③若温度值越界则进行声（蜂鸣器）、光（）报警；

说明：界限值是自行设定的（40°C），其所对应的数字量为（0280H）。

1、解决问题的方法与思路

1) 硬件部分

实验采用：

温度传感器DS18B20用于检测温度值，可编程并行接口芯片8255一片，七段LED 显示器，发光二极管一只，蜂鸣器一个。

2)软件部分

①首先要对8255进行初始化设计，设置8255的工作方式并确定8255的端口地址；

②将温度界限值在LED上显示出来；

③启动DS18B20，发出温度检测命令，将温度值在LED上显示出来；

④把测得的温度值和界限值相比较，若大于界限值，则进行声光报警。

二、硬件设计

1、可编程并行接口芯片8255A

1) 8255A的作用

利用8255A将界限值和温度值通过LED显示出来，同时8255A的PC0与DS18B20相连，向其发出温度检测命令及接受温度数据，PC5和蜂鸣器及发光二极管相连，用于声光报警。

2) 8255A的功能分析及技术参数

8255A是可编程并行接口，内部有3个相互独立的8位数据端口，即A口、Ｂ口和Ｃ口。三个端口都可以作为输入端口或输出端口。Ａ口有三种工作方式：即方式０、方式１和方式２，而Ｂ口只能工作在方式０或方式１下，而Ｃ口通常作为联络信号使用。8255A的工作只有当片选CS效时才能进行。而控制逻辑端口实现对其他端口的

控制。

图2-1 8255A的内部框图

图2-1 8255A的内部结构图

参数说明：

输入最低电压：min＝-0.5V，max＝0.8 V

输入最高电压：2.0 V

输出最低电压：0.45 V

输出最高电压：2.4 V

3) 8255A的方式控制字

1:工作方式 A口方式0输出 B口方式0输出

C口高4位输入 C口低4位输入

图2-2 8255A的方式控制字表

①方式0的工作特点：

是这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一个都有可以由程序选定作为输入或输出。

②通道的功能为：

两个8位通道：通道A和B。两个四位通道：通道C高4位和低四位，任何一个通道可以作输入/输出，输入是不锁存的，输出是锁存的，在方式0时各个通道的输入/输出可有16种不同的组合。

D0-D7 000-111 1写入1

图2-3 8255A的置位/控制字表

2、DS18B20温度传感器

1) DS18B20温度传感器的作用

利用温度传感器检测温度，并转换为数字量和设定的界限值比较。

2) DS18B20的功能特点

DS18B20可编程温度传感器有三个管脚。GND为接地线，DQ为数据输入输出接口，通过一个较弱的上拉电阻与CPU相连。VDD为电源接口，既可由数据线提供电源，又可由外部提供电源，范围3.0—5.5V。本系统中使用外部电源供电。

其主要特点为：

①用户可以自行设定报警上下限温度值；

②不需要外部组件，能测量-55—+125°C范围内的温度；

③在-10—+85°C范围内的测温准确度为±0.5°C；

④通过编程可以实现9—12位的数字读数方式，可在至多750MS内

将温度转换成12位数字，测温分辨率可达到0.0625°C；

⑤独特的单总线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条线既可

实现和微处理器的双向通讯。

图

2-4 DS18B20 内

部结构图

DS18B20的

内部结构主要

由四部分组成：

64位光刻ROM，

温度传感器，非挥发的温度报警触发器TH和TL，配置寄存器。光刻ROM中的64位

序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM

的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序

列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作

用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20

的目的。

3) DS18B20的测温原理和技术参数

DS18B20的测温原理：

图2-5DS18B20的测温原理图

DS18B20的测温原理如图所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响

很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化

其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。图中还隐含着计

数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在 -55 ℃所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值，这就是DS18B20的测温原理。

DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。

表2-2DS18B20温度值格式表

这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。

DS18B20的存储器：

DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。

暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。

该字节各位的意义如下：

TM R1 R0 1 1 1 1 1

低五位一直都是1 ，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）

分辨率设置表:

表2-3 分辨率表

3)发光管的工作原理

当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现。

4) 发光管的技术参数

发光管的压降一般为1.5—2.0 V，其工作电流一般取10—20 mA为宜。

5、七段LED显示器

1) 七段LED显示器的作用

本次设计需要用到LED显示器显示预设的温度界限值以及测定的温度值。

2) 七段LED显示器功能分析

七段LED显示器可以控制在哪几个数位上，哪几个发光二极管亮，从而显示数字。其工作原理：如果发光二极管共阳极，则输入为0时亮，为1时不亮，反之如果发光共阴极，则输入1时亮，0时不亮。发光二极管时一种外加电压超过额定电压时发生击穿，并因此能产生可发光的器件，数码显示器通常由多个发光二极管来组成七段或八段笔画显示器，当段组合发光时，便会显示某一个数码管或字符，七段代码的各位用作a—g和DP的输入

3) 七段LED显示器技术参数

主要参数:此时的驱动电流为25 mA。

4) 七段LED显示器内部结构

图图2-7 LED显示器内部结构

5) 七段LED显示器真值表

表2-5 LED真值表

6、硬件总逻辑图及说明

本试验主要使用了DS18B20，8255，七段LED显示器以及发光二极管和蜂鸣器。其中DS18B20用来进行温度的采集，8255是用来接受DS18B20采集的温度，并完成输出的工作，七段LED显示器是将8255输出的数据进行显示，发光二极管和蜂鸣器是对越界温度值产生报警信号。

8255的PA口和PB口分别作为七段LED显示器的段选和位选，可以把界限值和温度值通过LED显示。8255的PC口的PC0和DS18B20相连，PC5和发光二极管和蜂鸣器相连，控制系统进行声光报警。

图2-8 硬件总逻辑图

三、控制程序设计

1、控制程序设计思路说明

由于DS18B20采用串行数据传送和单总线数据传输方式，其数据输入输出都由同一条线完成。因此，对读写的操作时序要求严格。为了保证DS18B20有严格的读写时序，需要做较精确的延时。在操作中用到的延时有15us，90us，270us，540us等，可以在程序设计时用延时子程序来读写延时操作。

首先对8255初始化，将8255的C口清零，防止刚开始就报警，A口用于LED的段选，B口用于LED的位选。启动DS18B20开始温度检测，发出温度转换命令，通过8255的PC0按位传输到DS18B20，再把测量的温度值按位暂存在寄存器AX中，再将此温度值和设定的界限值通过LED显示器显示出来，同时比较二者的大小，若温度值超过界限值，则通过蜂鸣器和发光管进行报警。

2、控制程序流程图

图3-1 主

程序流

程图

图3-2 显示程序流程图

图3-3 报警程序流程

3、控制程序

.MODEL TINY

PCIBAR3 EQU 1CH ;8位I/O空间基地址

(它就是实验仪的基地址,也为DMA & 32 BIT RAM板卡上的8237提供基地址)

Vendor_ID EQU 10EBH ;厂商ID号

Device_ID EQU 8376 ;设备ID号

.STACK 300

.DATA

IO_Bit8_BaseAddress DW ?

msg0 DB 'BIOS不支持访问PCI $'

msg1 DB '找不到Star PCI9052板卡

msg2 DB '读8位I/O空间基地址时出

错$'

Con_8255 DW 00F3H

PC_8255 DW 00F2H

PB_8255 DW 00F1H

PA_8255 DW 00F0H

TAB DB

3Fh,06h,5Bh,4Fh,66h,6Dh,7Dh,07h,7Fh,6Fh

,77h,7Ch,39h,5Eh,79h,71h

LIMIT_1 DW 01F0H

TEMP DW ?

DATA_1 DB 0FEh .CODE

START: MOV AX,@DATA

MOV DS,AX

MOV ES,AX

NOP

CALL InitPCI

CALL ModifyAddress ;根据PCI提供的基地址,将偏移地址转化为实地址

CALL Init8255

MAIN:

CALL START_Temperature ;向DS18B20发送读温度指令

call delay

CALL RD_Temperature ;读出温度值,并转换为BCD码

MOV TEMP, AX

CALL DISPLAY_DATA

MOV AX,TEMP

CMP AX,LIMIT_1

JNB MAIN_1

JMP MAIN

MAIN_1: CALL ALARM

JMP MAIN

;********************************

;温度转换/显示

;******************************** DISPLAY_DATA PROC NEAR

STEP_1: mov ax,LIMIT_1

and al,0Fh ;取转换后数字量的低四位

call LAY

STEP_2:

mov ax,LIMIT_1

shr al,4

call LAY

STEP_3:

mov ax,LIMIT_1

mov al,ah

and al,0fh

call LAY

STEP_4:

mov ax,LIMIT_1

mov al,ah

shr al,4

call LAY

STEP_5:

mov ax,TEMP

and al,0Fh

call lay

STEP_6:

mov ax,TEMP

shr al,4

call lay

STEP_7:

mov ax,TEMP

mov al,ah

and al,0FH

call lay

STEP_8:

mov ax,TEMP

mov al,ah

shr al,4

call lay

STEP_9:

dec bp ;BP栈底指针

cmp bp,0h

JE DISP ;循环显示转换后的数字量，使人眼感觉不到动态

JMP NEAR PTR DISPLAY_DATA

DISP: RET

DISPLAY_DATA ENDP

LAY proc near

mov bx,offset Tab

xlat ;经代码表转换为七段LED的段码中

mov dx,PA_8255 ;从8255A 的a口读取数字量,段选

out dx,al

mov al,DATA_1 ;七段LED的位选，选取最低位，位选

mov dx,PB_8255 ;b口位选

out dx,al ;显示

ROL AL,1

mov DATA_1,al

mov ch,10

LAY2: dec ch

cmp ch,0

jne LAY2

mov al,0FFH ;禁止显示

out dx,al

ret

lay endp

;写 0

W_L PROC NEAR

PUSH AX

MOV DX,Con_8255

MOV AL,80H

OUT DX,AL

MOV AL,0BH

OUT DX,AL

POP AX

RET

W_L ENDP

;写 1

W_H PROC NEAR

PUSH AX

MOV DX,Con_8255

MOV AL,01H

OUT DX,AL

POP AX

RET

W_H ENDP

;DS18B20复位初始化子程序

INIT_18B20 PROC NEAR

CALL W_L ;主机发出501us复位低脉冲

CALL Delay501us

MOV DX,Con_8255

MOV AX,89H

OUT DX,AL ;PC输入状态

DEC DX

MOV CX,15

INIT_18B20_1: IN AL,DX

TEST AL,01H

JZ INIT_18B20_2

LOOP INIT_18B20_1

STC ;置位标志位，表示DS18B20不存在

RET

INIT_18B20_2: CALL Delay501us

CLC ;复位标志位,表示DS18B20存在

RET

INIT_18B20 ENDP

Delay501us PROC NEAR

PUSH AX

PUSH CX

PUSH DX

MOV CX,167

MOV DX,PA_8255

Delay501us_1: IN AL,DX

LOOP Delay501us_1

POP DX

POP CX

POP AX

RET

Delay501us ENDP

Delay50us PROC NEAR

PUSH AX

PUSH CX

PUSH DX

MOV CX,12

MOV DX,PA_8255

Delay50us_1: IN AL,DX

LOOP Delay50us_1

POP DX

POP CX

POP AX

RET

Delay50us ENDP

Delay8us PROC NEAR

PUSH AX

PUSH CX

PUSH DX

MOV CX,2

MOV DX,PA_8255

Delay8us_1: IN AL,DX

LOOP Delay8us_1

POP DX

POP CX

POP AX

RET

Delay8us ENDP

;写操作

WRITE_18B20 PROC NEAR

MOV CX,8 ;一共8位数据WRI: CALL W_L ;0->PC0

CALL Delay8us

ROR AL,1

JNB WRI1

CALL W_H

WRI2: CALL Delay50us

CALL W_H

LOOP WRI

RET

WRI1: PUSH CX

POP CX

JMP WRI2

WRITE_18B20 ENDP

;读操作

READ_18B20 PROC NEAR

MOV CX,8 ;数据一共有8位

Read: CALL Delay50us

MOV DX,Con_8255

MOV AL,80H

OUT DX,AL ;0->PC0

MOV AL,89H

OUT DX,AL ;输入状态

CALL Delay8us

MOV DX,PC_8255

IN AL,DX

ROR AL,1

RCR BL,1

MOV DX,Con_8255

MOV AL,80H

OUT DX,AL

MOV AL,01H

OUT DX,AL

MOV AL,0BH

OUT DX,AL

LOOP Read

MOV AL,BL

RET

READ_18B20 ENDP

;**************************************

****

; 判断DS18B20是否存在，启动DS18B20 ;CF为判断标志

;**************************************

****

START_Temperature PROC NEAR

CALL INIT_18B20 ;先复位DS18B20

MOV AL,0CCH ;跳过ROM匹配

CALL WRITE_18B20

MOV AL,44H ;发出温

度转换命令

CALL WRITE_18B20

CLC

RET

START_Temperature ENDP

***************************************

***

; 读出转换后的温度值，存在AX

;**************************************

****

RD_Temperature PROC NEAR

CALL INIT_18B20 ;准备读温度

前先复位

MOV AL,0CCH ;跳过ROM匹

配

CALL WRITE_18B20

MOV AL,0BEH ;发出读温度

命令

CALL WRITE_18B20

CALL READ_18B20 ;读出温度

MOV AH,AL ;存放到AX

CALL READ_18B20

XCHG AL,AH

RET

RD_Temperature ENDP

Init8255 PROC NEAR

MOV DX,Con_8255

MOV AL,80H

OUT DX,AL

DEC DX

MOV AL,0FFH

OUT DX,AL

RET

Init8255 ENDP

ALARM PROC NEAR

mov dx,PC_8255 ;高于逻辑开关界限值则设置方式控制字

mov al,0D1h ;二极管进行发光报警,蜂鸣器进行声音报警

out dx,al

call DELAY ;启动报警状态延时子程序

RET

ALARM ENDP

Delay PROC NEAR ;延时

mov bp,0FFFFh

CALL DISPLAY_DATA

RET

Delay ENDP

InitPCI PROC NEAR

MOV AH,00H

MOV AL,03H

INT 10H ;清屏

MOV AH,0B1H

MOV AL,01H

INT 1AH

CMP AH,0

JZ InitPCI2

LEA DX,msg0

InitPCI1: MOV AH,09H

INT 21H

JMP Exit

InitPCI2: MOV AH,0B1H

MOV AL,02H

MOV CX,Device_ID

MOV DX,Vendor_ID

MOV SI,0

INT 1AH

JNC InitPCI3 ;是否存在Star PCI9052板卡

LEA DX,msg1

JMP InitPCI1

InitPCI3: MOV DI,PCIBAR3

MOV AH,0B1H

MOV AL,09H

INT 1AH ;读取该卡PCI9052基地址

JNC InitPCI4

LEA DX,msg2

JMP InitPCI1

InitPCI4: AND CX,0FFFCH

MOV IO_Bit8_BaseAddress,CX

RET

InitPCI ENDP

ModifyAddress PROC NEAR

ADD Con_8255,CX

ADD PC_8255,CX

ADD PB_8255,CX

ADD PA_8255,CX

RET

ModifyAddress ENDP

Exit: MOV AH,4CH

INT 21H

END START

四、上机调试过程

1、硬件调试

此次课程设计采用了全新的硬件系统，开始由于固有的以前做实验的习惯和对老系统的依赖反而对新系统由种陌生感，通过一上午的熟悉和对各模块作用的了解，其实接线比以前的检测报警系统要简便许多，经过一天的认真思考和尝试还有张老师的指导，硬件调试基本上没有出现太多的问题，只是原来打算使用串并转换器，但是由于DS18B20可以通过8255的PC0端口按位串行传输数据，在8255内采用移位操作完成数据传送。在连接过程中，由于对参考资料没真确体会，连接时DS18B20同时连接了8255的pc0和pc7接口，导致后面试验中出现了数据无法正确转换的现象，浪费了很多时间。经过修改，去除pc7接口连接，硬件连接上的问题得到了解决。

2、软件调试

软件随硬件的改动而修正如下：

①由于8255C口开始可能没有全部清零，启动新机器就会进行声光报警，所以在程序中加入程序段使C口清零，同时在DS18B20的启动和读温度程序中也要加入C口清零的程序段，防止开始实验和温度检测过程中发生报警。

②程序调试中主要是在显示数据的时候出现了一些问题，开始的时候由于没有加入循环显示，使得测试的温度值和报警界限值只能显示一次就不再显示了，对于试验结果不便于分析，于是在显示的程序中让两个值循环显示多次，这样在程序运行的整个过程中都能看见结果。由于有两个值要显示。开始设计的时候是先显示一个值，再显示另外一个值，这样也是不利于在程序运行的过程中观察结果，于是又修改了显示程序，使得两个数据值可以同步显示。在这个情况下又发现了一个问题，在报警的时候，由于里面有延时，这样就会让数据显示出现闪烁的情况，经过老师的提示，报警程序的延时直接使用了显示子程序中的延时程序段，这样就不会出现闪烁的现象了。

3、调试结果及问题的提出

经过不断对软硬件调试以及联机调试，最终得到的调试结果是程序运行后，DS18B20温度传感器可以实时检测温度并转换成数字量，DS18B20内部包含模数转换的功能，因此在试验中不需要另外增加模数转化器，但本身是串行数据，使得在传输数据的时候变比较麻烦，由于时序的问题，使得显示的时候出现了一些问题，出现不同步，显示不能持续的各种现象，仔细的检查一些延时程序，经过老师的指点，最终这些问题得到了解决，使得数据在一次测试和比较的过程中能够持续的显示一段时间。同时还遇到了一个问题，就是LED显示的不清楚，在检查是发现是没有在显示数据时把上次的数据清零，这样使得显示比较模糊，经改正后可以使显示清晰了。ds18b20的显示数据可以用十进制表示，试验中采用的是用十六进制显示的，同样，界限值也是用十六进制显示的，这样做方便比较是否越界，便于判断报警是否正确。如果改成用十进制显示，更便于观察，由于试验时间和个人能力的有限，以及ds18b20温度转化成十进制比较复杂，最终还是没有采用十进制显示的方法。试验中在和设定的界限值比较并显示在LED显示器上，我们可以再上面很直观的观察的温度值是否越界，如果温度值大于界限值，则进行声光报警，如果温度值小于界限值则重新执行程序，再次检测温度值。

五、设计结果分析及问题讨论

1、课程设计结果及分析

该课程设计结果是可以将外界采集到的温度信号量经过ds18b20并且完成模数转换到达8255与给出的界限值进行比较，接受界限值和与界限值进行比较以及输出报警信号均通过8255A芯片传输，界限值在程序中设定给出，判断是否越界，若越界则进行声光同时报警，试验中可以用手搓温度感应部位使温度上升。从结果可以看出，ds18b20温度测设是比较准确的，也是感应比较灵敏的，用手轻微的搓动，就能使得温度上升，当不用手搓动时，温度又会很快的下降达到室温。通过ds18b20我们可以用来做很多的试验，ds18b20测温的范围很大，还可以测试零下的温度值，由于试验中无法测试零下的温度值，就没有尝试了。试验中我们测试的温度只是显示成十六进制，当我们转化成十进制的时候可以发现ds18b20显示的结果是能测试到小数值的，可以看出它的准确度还是很高的。温度界限值是在程序中写入的，由于试验中8255接口不够使用，于是采用了这个方法，这样在方法在想修改界限值的时候变得有点麻烦，每次修改的时候需要在程序中改变预设值。试验中显示部分也是一个重点，在做试验的时候遇到了很多的问题：显示不清晰，不能持续显示等，由于开始的时候没有重视这个部分，在试验中这个部分也花费了大量的时间才得到了一个比较好的显示效果。试验中我们测试的温度只是显示成十六进制，当我们转化成十进制的时候可以发现

2、收获、体会和建议

通过本次课程设计，加强了自己的动手实践能力，操作能力及解决问题的能力。并且通过查阅相关资料，学习书本及课堂中老师不曾介绍过的知识．同时也学会了在动手实践的过程中，发现问题，分析问题，在最短的时间内寻找问题的解决方案。

更重要的是通过本次的课程设计，我学到了关于微机原理课程的更多相关内容，了解了DS18B20芯片的作用、内部结构、引脚的功能、工作方式、技术参数、如何实现从模拟量到数字量的转换。更加深入认识了8255A的内部构造、控制字、方式字的设置以及通过8255A控制输出量。

充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。上理论课时总是觉得有些枯燥,因为太抽象.虽然平时通过实验课把老师设计的东西看懂并动手做一遍能够帮助我们在一定程度上加深了对理论知识的理解,但是还是不够深刻.通过此次课程设计自己查资料动脑筋设计方案,并花大量的时间调试硬件和软件,对课本知识的理解上升更高的层次,相信再过很长时间也还印象深刻.

以前学习汇编语言时，学的很不扎实，直接导致了在实验过程在中编写程序很不顺利。出现了诸多错误。好在通过与同学讨论，以及查阅了大量的资料，纠正了错误。使我对汇编语言实现了第二次的学习，更深一层的理解并掌握了汇编语言。计算机语言，理论方面懂的再多是用途不大的，必须通过自己的亲自编写来对实际问题进行解决。就比如说这次实验，虽然对汇编语言的指令及编写格式已经有了很透彻的了解，但是在实际编写过程中，却出现了不知如何表达的问题。这种能力的强化是需要经常锻炼的。本次课程设计正好给了我一次锻炼的机会，增强了我在理解的基础上，能编写汇编语言解决实际问题的能力。

总的来说，虽然课程设计的时间有限，但在这有限的时间里，不仅完成了作业，提交了结果，也丰富了这门硬件课程的更多知识，更深入地了解了这门专业课的精髓，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。

设计者：陈庆鹏

完成时间：2009年2月

温度检测报警

单片机原理及应用综合训练项目三题目温度测量报警系统设计专业测控技术与仪器班级测控12-2 姓名学号王治国 1205070219 邱微 1205070214 于凤燕 1205070222 吴斌 1205070220 任课教师王焱

摘要该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测，为设备的正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。另外该方案显示部分采用LED数码管来显示温度关键词：蜂鸣器；温度检测；LED数码管；

目录综述一．工程描述二．方案分析及程序框图三．温度检测报警硬件设计方案四．温度检测报警设计方案五．温度检测报警系统的调试六．设计总结和心得附录

综述目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用必须重视。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。在控制领域中，对温度的控制有着举足轻重的作用。例如陶瓷的烧烤，只有控制住温度的适度，才能制作出一件完美的艺术品，否则只是一件废品；还有如酿酒的过程，也需要对温度进行控制。可见，在生活的许多方方面面都有着对温度进行感知和控制的需要。本次设计的目的就是基于AT89C51单片机设计一个温度检测,报警的系统，该系统能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测，为设备的正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。

温度检测与控制实验报告材料

实验三十二温度传感器温度控制实验一、实验目的 1.了解温度传感器电路的工作原理 2.了解温度控制的基本原理 3.掌握一线总线接口的使用二、实验说明这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。 1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压围，使系统设计更灵活、方便。 DS18B20测量温度围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C围,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。 DS18B20部结构 DS18B20部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 232221202-12-22-32-4 Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 262524这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的

温度监测报警系统设计报告

目录一、设计任务与设计要求 (1) 二、设计原理 (1) 2.1 主要硬件介绍 (1) 2.1.1 DS18B20数字温度传感器 (1) 2.1.2 AT89C51单片机芯片 (3) 2.2 系统原理结构 (3) 三、设计方案 (4) 3.1 硬件部分 (4) 3.1.1 温度测量模块 (4) 3.1.2 LED数码管显示模块 (4) 3.1.3 按键模块 (5) 3.1.4 系统整体结构仿真图 (5) 3.2 软件部分 (5) 3.2.1DS18B20传感器程序 (5) 3.2.2键盘读取及确认程序 (7) 3.2.3DS18B20操作流程图 (8) 四、调试与性能分析 (9) 4.1 proteus仿真结果 (9) 4.2实物测试 (9) 4.2.1正常情况 (9) 4.2.2报警状态 (10) 五、心得体会 (10) 六、成品展示 (11) 七、附录部分 (12) 附件一、电路设计原理图 (12) 附件二、系统设计原始代码程序 (13)

一、设计任务与设计要求本设计主要利用单片机AT89C51 芯片和以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20相结合来实现装置周围温度的采集，其中以单片机AT89C51 芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成一个结构简单、测温准确、具有一定控制功能的温度监视警报装系统。功能要求：添加温度报警功能，通过4个按键来设置温度的上下限值，当用DS18B20 测得的温度不在所设置的温度范围内，蜂鸣器开始鸣报。二、设计原理 2.1 主要硬件介绍 2.1.1 DS18B20数字温度传感器 DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量，拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。DS18B20 通过单总线实现通信，单总线通常是DS18B20连接到中央微控制器的一条数据线（和地）。它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃，在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃，而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电（寄生电源）而不需要一个额外的外部电源。 DS18B20 使用DALLAS 独有的单总线（1—wire）协议使得总线通信只需要一根控制线，控制线需要一个较小的上拉电阻，因为所有的期间都是通过三态或开路端口连接在总线上的（DS18B20 是这种情况）。在这种总线系统中，微控制器（主器件）识别和寻址挂接在总线上具有独特64 位序列号的器件。因为每个器件拥有独特的序列号，因此挂接到总线上的器件在理论上是不受限制的，单总线（1-wire）协议包括指令的详细解释和“时隙”。这个数据表包含在单总线系统（1-WIRE BUS SYSTEM）部分。DS18B20 的另外一个特征是能够在没有外部供电的情况下工作。当总线为高的时候，电源有上拉电阻通过DQ 引脚提供，高总线信号给内部电容（Cpp）充电，这就使得总线为的时候给器件提供电源，这种从单总线上移除电源的方法跟寄生电源有关，作为一种选择，DS8B20 也可以采用引脚VDD 通过外部电源给器件供电。 DS18B20 引脚定义： (1) GND为电源地； (2) DQ为数字信号输入/输出端； (3)VDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）图2.1.1 DS18B20 引脚排列图

温度检测及报警系统

温度检测及报警系统目录一、选题背景及研究意义

二、总体设计 2.1控制部分2.2测量部分2.3显示部分 2.4报警部分三、硬件设计四、软件设计五、总结与展望

一、选题背景及研究意义温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相在农业生产中也离不开温度在工业生产过程中需要实时测量温度，关，

的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。对它的测量与控制有十分重要的意温度是一个十分重要的物理量，人们也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，义。直接影响着如大气及空调房中温度的高低，迫切需要检测与控制温度：人们的身体健康；粮仓温度的检测，防止粮食发霉，最大限度地保持粮 ;工业易燃品的存放。食原有新鲜品质，达到粮食保质保鲜的目的在产品质量控制和监测以及节约能源等方面发测温技术在生产过程中，挥了着重要作用。本实验设计实现了工业测温基本功能，同时，在设计程序设计等知C++实验过程中，运用到单片机、模电、数电、传感器和也能够提高我们应用交这既能加强我们的理论知识与实践的结合，识，叉学科知识进行综合设计的能力。

二、总体设计总体设计框图显示部温度采部部分分报警部分 2.1控制部分控制部分是采用单片机STC89C52。 2.1.1 STC89C52简介 STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞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。单片机总控制电路如下图4—1：

2.1.2 复位操作复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图4-2（a）所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图4-2（b）所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，）所示：c（4-2其电路如图

设计一个温度监测和显示报警电路

设计要求：设计一个温度监测和显示报警电路，电路包括：温度监测、显示报警和供电电源3个部分。 1）设计温度监测电路。温度监测范围：0～100℃；对应输出电压0～10V（参考值）。2）设计窗口比较器电路。上下限可调整；为窗口比较器设计状态指示灯，超过上限红灯亮、低于下限绿灯亮、上下限之间黄灯亮；超限时有报警提示音。 3）为上述电路设计配套供电电源。 4）确定上述电路中所有元器件的型号或参数。电阻要给出阻值和功率；电容要给出容量和耐压；变压器要给出输出电压和功率。 5）关键元器件的参数选择要说明计算公式。如放大倍数、工作电流、设定电压等。 1、电路图电源部分温度检测和显示报警部分 2、元器件选择及参数计算（1）变压器 UI=（整流输出 +稳压器压降）×（阻抗压降）×（电源波动）取整流输出为12V（即VCC），因此UI=（12+3）××。取UI为18V。变压器次级电压为U2=UI/~=15V.电源电路电流约为60mA，取100mA。变压器功率为12×100mA=。所以变压器可选15V/3W。（2）整流二极管电源输出电流按计算桥式电路中每只二极管电流为Id=1/2Iomax=。每只二极管承受的最大反压U(M)==24V。可选用1N4001，其参数为Io=1A,Urm=100V。（3）滤波电容一般来说，充电时间常数RC是其充电周期的（2~5）倍。对于桥式整流电路，滤波电容的充电周期是其交流电源周期的一半，即RC≥(2~5)T/2=(2~5)/2f。取倍，C=830μF，取C=1000μF。考虑电容的耐压值，电网电压最高为Ucmax=×=。综合考虑，C1可选1000μF/50V的电解电容。C2、C3为μF的瓷片电容，用于滤去高频纹波。（4）NTC热敏电阻的选择测温电路输出电压Uo=R1×Vcc/(R1+RNTC)，根据要测的温度范围和设定的温度电压范围，

温度检测和报警系统方案

目录一、选题背景及研究意义二、总体设计 2.1控制部分 2.2测量部分 2.3显示部分 2.4报警部分三、硬件设计四、软件设计五、总结与展望

一、选题背景及研究意义温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。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：如大气及空调房中温度的高低，直接影响着人们的身体健康；粮仓温度的检测，防止粮食发霉，最大限度地保持粮食原有新鲜品质，达到粮食保质保鲜的目的;工业易燃品的存放。测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测以及节约能源等方面发挥了着重要作用。本实验设计实现了工业测温基本功能，同时，在设计实验过程中，运用到单片机、模电、数电、传感器和C++程序设计等知识，这既能加强我们的理论知识与实践的结合，也能够提高我们应用交叉学科知识进行综合设计的能力。二、总体设计

总体设计框图： 2.1控制部分控制部分是采用单片机STC89C52。 2.1.1 STC89C52简介 STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞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。单片机总控制电路如下图4—1：

基于单片机的温度检测与控制系统的设计(论文)开题报告

河南中医学院本科生毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机温度检测与控制系统设计院系：信息技术学院专业：计算机科学与技术班级：2010级计科班学号：2010180042 学生姓名：郭文珠指导教师：谢志豪 2013年11月13日一、立题依据（包括研究的目的与意义及国内外现状）：研究的目的与意义这次毕业设计选题的目的主要是让我们将所学的知识应用与生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制系统的设计、制作、控制、测试的全过程，提高对单片机的认识和实际操作的能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求，培养自己的研发能力，提高自己的查阅资料，语言表达和理论联系实际的能力。温度控制无论在日常生活还是工业生产中都有分厂重要的作用，随着社会经济的高速发展，更多方面对温度控制的可靠性和稳定性有了更高的要求，而单片机进行温度的调节就具备很高的可靠性[1]。国内外现状国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并行指进示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统[2]。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展[3]。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展[4]。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享可靠性差等缺点[5]。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。二、研究主要内容（包括计划解决的具体问题或实现的基本功能，研究中的重难点分析、实用性及创新性分析，预期达到的成果等。不得低于800字）：计划实现的基本功能温度控制系统主要是完成温度信号采集、处理、显示等功能[6]。设计叙述了基于单片机的温度检测与控制系统的设计，包括硬件的设计以及软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行采集，把温度转成变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过转化器

温度测量与报警系统设计.

课程设计说明书题目：温度测量与报警系统设计姓名：学号：指导教师：专业年级：所在学院和系：完成日期：课程名称：机电一体系统设计

目录 1绪论 (1) 1.1 背景 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.3 设计任务 (1) 2系统总体方案设计 (2) 2.1 设计思想 (2) 2.2 方案论证 (2) 2.2.1 电源模块 (2) 2.2.2 温度检测模块 (3) 2.2.3 控制模块 (3) 2.2.4 显示模块 (3) 2.2.5 报警模块 (4) 2.2.6 按键模块 (4) 2.3 芯片选择 (4) 2.3.1电源模块 (4) 2.3.2 温度检测模块 (4) 2.3.3 控制模块 (5) 2.3.4 显示模块 (5) 3系统硬件设计 (6) 3.1 单片机最小系统 (6) 3.2 传感检测电路 (6) 3.3 显示模块 (7) 3.4 报警模块 (8) 3.5 按键模块 (8) 3.6 总电路 (8) 3.6.1 绘图软件简介 (8)

3.6.2 电路原理图 (9) 3.6.3 电路PCB图 (10) 4系统软件设计 (12) 4.1 程序设计思路 (12) 4.2 主程序流程图 (12) 4.3 获取温度程序流程图 (13) 4.4 报警程序流程图 (14) 4.5 显示程序流程图 (15) 4.6 数据处理程序流程图 (15) 4.7 编程软件简介 (16) 5总结 (17) 参考文献 (18) 附录A (19) 附录B (20) 附录C (21)

1绪论 1.1 背景温度温度是工业生产中主要的被控参数之一，与之相关的各种温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量；同时，温度超过了系统工作正常范围将直接影响系统的寿命，甚至损坏系统；甚至可以说任何一个系统都必须工作在一定的温度范围内，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。自18世纪工业革命以来，工业的飞速发展离不开温度参量在控制系统中的应用。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。在工业生产中人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同, 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。 1.1 设计要求设计要求：实现温度的测量与控制。测温范围：0~1000C；测量精度：0.10C；设有上、下限报警温度；数码显示； 1.3 设计任务设计任务：硬件设计（元器件选择、电路原理图与电路板图绘制等）、软件设计。

温度测量与控制电路

《电子技术》课程设计报告题目温度测量与控制电路学院（部）电子与控制工程学院专业电子科学与技术班级学生姓名郭鹏学号 13 指导教师（签字）前言随着数字时代的到来，人们对于温度的测量与控制的要求越来越高，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、精度不够高而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。于是我们提出，测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过放大器将温度传感器接收到的信号进行放大，放大到比较有利于我们测量的温度范围,然后利用A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,最后通过编程让FPGA实现8位二进制数与BCD码之间的转化,实现温度的显示；并利用比较器来实现对放大电压信号的控制，从而实现对温度的控制；再者还加载了报警装置，使它的功能更加完善，使用更加方便。

本设计是采用了温度的测量、信号放大、A/D转换、温度的显示、温度的控制、报警装置六部分来具体实现上述目的。目录摘要与设计要求 (4) 第一章：系统概述 (5) 第二章：单元电路设计与分析 (5) 1) 方案选择 (5) 2)设计原理与参考电路 (6) 1 放大电路 (6) 2 低通滤波电路 (7) 3 温度控制电路 (8) 4 报警电路 (9) 5 A/D转换器 (10)

6 译码电路 (11) 第三章：系统综述、总体电路图 (14) 第四章：结束语 (15) 参考文献 (15) 元器件明细表 (15) 收获与体会，存在的问题等 (16) 温度测量与控制电路摘要：利用传感器对于外界的温度信号进行收集，收集到的信号通过集成运算放大器进行信号放大，放大后的信号经过A/D转换器实现模拟信号与数字信号间的转换，再通过FPGA编程所实现的功能将转换后的数字信号在数码管上显示出来，实现温度测量过程。放大的信号可以与所预定的温度范围进行比较，如果超出预定范围，则自动实现声光报警功能，实现温度控制过程。关键字：温度测量温度控制信号放大 A/D转换声光报警设计要求： 1. 测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C； 2. 被测量温度与控制温度均可数字显示； 3. 控制温度连续可调； 4. 温度超过设定值时，产生声光报警。

温度监测报警系统

目录毕业论文（设计）任务书.................................................................................................... - 1 - 摘要.................................................................................................................................... - 6 - 关键词.................................................................................................................................... - 7 - 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 课题研究的目的和意义 (1) 1.3 温度检测系统在国内外状况 (1) 第二章硬件系统的总体设计方案 (3) 2.1 总体设计方案 (3) 2.2 温度检测及参数 (3) 2.2.1 温度检测 (3) 2.2.2 温度参数 (4) 2.3 A/D转换模块 (4) 2.4 传感器 (5) 2.4.1传感器的简介 (5) 2.4.2 AD590性能特点与内部结构 (5) 2.5 温度显示电路 (8) 2.6 单片机简介 (9) 2.6.1 AT89C51特性 (9) 2.6.2 引脚图 (10) 2.6.3 管脚说明 (10) 2.6.4 复位键控制模块 (12) 2.7 报警电路 (12) 第三章软件设计 (13) 第四章系统的仿真与实现 (15) 4.1 概述 (15) 4.2 功能特点 (15) 4.3 电路功能仿真 (16)

设计一个温度监测和显示报警电路

设计一个温度监测和显示报警电路文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

电源输出电流按0.5A计算桥式电路中每只二极管电流为Id=1/2Iomax=0.25。每只二极管承受的最大反压 U(M)=1.4U2max=24V。可选用1N4001，其参数为Io=1A,Urm=100V。（3）滤波电容一般来说，充电时间常数RC是其充电周期的（2~5）倍。对于桥式整流电路，滤波电容的充电周期是其交流电源周期的一半，即RC≥ (2~5)T/2=(2~5)/2f。取1.5倍，C=830μF，取C=1000μF。考虑电容的耐压值，电网电压最高为Ucmax=1.1×1.4U2max=23.33V。综合考虑，C1可选1000μF/50V的电解电容。 C2、C3为0.1μF的瓷片电容，用于滤去高频纹波。（4）NTC热敏电阻的选择测温电路输出电压Uo=R1×Vcc/(R1+RNTC)，根据要测的温度范围和设定的温度电压范围，选择合适的R1的值。若NTC选择MF53，可以选择R1为1K。（5）窗口比较器上限比较器的电压UH=RP1×VCC/(R2+RP1) 下限比较强的电压UL=RP2×VCC/(R4+RP2) 可以选择R2=R4=2K。RP1和RP2可以选择12K的滑线变阻器，可以调整上下限的电压。（6）限流电阻一般发光二极管压降为2V，电流为100mA。所以R10可选1K/（1/8W）。

温度检测仪表的应用与作用

温度检测仪表的应用与作用一、温度测量的基本概念温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。华氏温标(oF)规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为报氏1度，符号为oF。摄氏温度(℃)规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为报氏1度，符号为℃。热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度，记符号为K。国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且复现精度高，使用方便。目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》，记为：IPTS-68(Rev-75)。但由于IPTS-68温示存在一定的不足，国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过了1990年国际温标ITS-90，ITS-90温标替代IPTS-68。我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。1990年国际温标(ITS-90)简介如下。1.温度单位热力学温度(符号为T)是基本功手物理量，它的单位为开尔文(符号为K)，定义为水三相点的热力学温度的1/273.16。由于以前的温标定义中，使用了与273.15 K(冰点)的差值来表示温度，因此现在仍保留这各方法。根据定义，摄氏度的大小等于开尔文，温差亦可以用摄氏度或开尔文来表示。国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号为T90)和国际摄氏温度(符号为t90)2.国际温标ITS-90的通则ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。ITS-90是这样制订的，即在全量程中，任何温度的T90值非常接近于温标采纳时T的最佳估计值，与直接测量热力学温度相比，T90的测量要方便得多，而且更为精密，并具有很高的复现性。3.ITS-90的定义第一温区为0.65K到5.00K之间,T90由3He和4He的蒸气压与温度的关系式来定义。第二温区为3.0K到氖三相点(24.5661 K)之间T90是用氦气体温度计来定义.第二温区为平衡氢三相点(13.8033 K)到银的凝固点(961.78℃)之间,T90是由铂电阻温度计来定义.它使用一组规定的定义固定点及利用规定的内插法来分度.银凝固点(961.78℃)以上的温区,T90是按普朗克辐射定律来定义的,复现仪器为光

嵌入式系统课程设计汇本(温度检测报警系统)

嵌入式系统课程设计：班级：学号：

目录：一．系统要求二．设计方案三．程序流程图四．软件设计五．课程总结与个人体会

一、系统要求使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统，具体要求： 1、使用热敏电阻或者部集成的温度传感器检测环境温度，每0.1秒检测一次温度，对检测到的温度进行数字滤波（可以使用平均法）。记录当前的温度值和时间。 2、使用计算机，通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。 3、使用计算机进行时间的设定。 4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。 5、若超过上限值或者低于下限值，则STM32进行报警提示。

二、设计方案本次课程设计的要使用STM32F103设计一个温度测控系统，这款单片机集成了很多的片上资源，功能十分强大，我使用了以下部分来完成课程设计的要求： 1、STM32F103置了3个12位A/D转换模块，最快转换时间为1us。本次课程设计要求进行温度测定，于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的部信号源进行转换。当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换，本设计只采集一个通道的信号，所以不使用扫描转换模式。本设计需要循环采集电压值，所以使用连续转换模式。 2、本次课程设计还使用到了DMA。DMA是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据，不需要微处理器干预。使能ADC的DMA接口后，DMA控制器把转换值从ADC 数据寄存器(ADC_DR)中转移到变量ADC_ConvertedValue中，当DMA 传输完成后，在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的容就是ADC转换值了。 3、STM32部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压值转换成数字值。STM部的温度传感器支持的温度围：-40到125摄氏度。利用下列公式得出温度温度(°C) = {(V25 - VSENSE) / Avg_Slope} + 25 式中V25是 VSENSE在25摄氏度时的数值（典型值为1.42V） Avg_Slope是温度与VSENSE曲线的平均斜率（典型值为4.3mV/C）利用均值法对转换后的温度进行滤波，将得到的温度通过串口输出。

数字温度计显示报警系统设计

数字温度计显示报警系统设计【摘要】在现代化社会发展的驱使下，人们的生活步调日益加快，对于温度的利用与掌握变得尤为重要。本文主要就是利用单片机技术设计一款数字温度计显示报警系统，以STC89C51单片机为核心，配备液晶显示、温度传感器等完善温度计显示的功能设置。温度传感器采用DS18B20芯片，这个温度计显示系统可以随时设置温度上、下限值，进行温度范围设置，同时当检测到的温度超过设置的范围时，系统会自动报警。【关键词】单片机；液晶显示；温度传感器文章的核心主要从硬件设计和软件设计两个大的方面阐述。硬件电路设计从功能上划分成各个功能小电路，通过对这些功能小电路的具体设计并建立合理的电气连接关系完成系统的硬件设计。软件用汇编语言来实现，主要包括主程序、显示与键盘设置子程序、温度测量子程序。整个系统采用5V电源供电。基于对单片机的进一步学习和掌握，由此开展了本文的设计，即基于单片机技术的一款“数字温度计显示报警系统”。它不仅融合了大量的单片机技术，同时也需要各种电路设计基础，以及对各种功能芯片的认识。本文主要就是利用单片机技术设计一款数字温度计显示报警系统，以STC89C51单片机为核心，配备液晶显示、温度传感器等完善温度计显示的功能设置。温度传感器采用DS18B20芯片，这个温度计显示系统可以随时设置温度上、下限值，进行温度范围设置，同时当检测到的温度超过设置的范围时，系统会自动报警。一、具体设计方案 1.系统采用STC89C51单片机为核心器件，控制整个系统的运行。 2.系统的温度采集器件采用的是DS18 B20温度传感器，与单片机直接相连，测量精度可以达到0.1℃，测量范围为-55℃～+125℃。 3.系统的显示器件采用的是RT12864M液晶显示器。 4.温度的上限、下限的设定是通过接入键盘电路来实现的。系统共设计了8个按键，按键接入STC89C51芯片的P1口的8个引脚，由液晶显示芯片完成查询具体按键状态。在设置按键功能上分别设有不同功能，以辅助系统完成多功能设置。二、硬件设计系统的硬件设计按照以下六步走：

嵌入式系统课程设计温度检测报警系统

嵌入式系统课程设计

姓名：班级：学号： . 目录：一．系统要求二．设计方案三．程序流程图四．软件设计

五．课程总结与个人体会 . 一、系统要求使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统，具体要求： 1、使用热敏电阻或者内部集成的温度传感器检测环境温度，每0.1秒检测一次温度，对检测到的温度进行数字滤波（可以使用平均法）。记录当前的温度值和时间。

2、使用计算机，通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。 3、使用计算机进行时间的设定。 4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。 5、若超过上限值或者低于下限值，则STM32进行报警提示。 . 二、设计方案本次课程设计的要求是使用STM32F103设计一个温度测控系统，这款单片机集成了很多的片上资源，功能十分强大，我使用了以下部分来完成课程设计的要求： 1、STM32F103内置了3个12位A/D转换模块，最快转换时间为1us。

本次课程设计要求进行温度测定，于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的内部信号源进行转换。当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换，本设计只采集一个通道的信号，所以不使用扫描转换模式。本设计需要循环采集电压值，所以使用连续转换模式。 2、本次课程设计还使用到了DMA。DMA是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据，不需要微处理器干预。使能ADC的DMA接口后，DMA控制器把转换值从ADC数据寄存器(ADC_DR)中转移到变量ADC_ConvertedValue中，当DMA传输完成后，在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的内容就是ADC转换值了。 3、STM32内部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压值转换成数字值。STM内部的温度传感器支持的温度范围：-40到125摄氏度。利用下列公式得出温度温度(°C) = {(V25 - VSENSE) / Avg_Slope} + 25 式中V25是 VSENSE在25摄氏度时的数值（典型值为1.42V））曲线的平均斜率（典型值为4.3mV/C是温度与Avg_SlopeVSENSE利用均值法对转换后的温度进行滤波，将得到的温度通过串口输出。 . 4、本设计采用了USART1作为串行通信接口，来进行时间、温度的传输，以及进行时间和温度上下限的设定。 5、当温度超过上下限时，开发板上的灯会相应亮起作为警报，使用

常用温度测量仪表分类

温度测量仪表的分类温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。按工作原理分为膨胀式、电阻式、热电式，辐射式。玻璃管温度计是根据液体热膨胀原理测温，双金属温度计是根据固体热膨胀原理测温，热电阻根据热阻效应原理测温，热电偶根据热电效应原理测温，辐射高温计根据热辐射原理测温。一、热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： ①测量精度高、热惯性小。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。 ④输出信号为电信号，便于远传。 1．热电偶测温基本原理

将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工 S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。工业用热电偶的测温范围见下表：在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃，B偶不用补偿导线，用普通的屏蔽线。

温度检测及控制电路

课程设计课程名称测控电路课程设计_____ 题目名称温度检测及控制电路_ 学生学院信息工程学院_______ 专业班级学号学生姓名指导教师 2014年1 月1日

广东工业大学课程设计任务书题目名称温度检测及控制电路学院信息工程学院专业班级测控技术与仪器专业光机电一体化方向11（1-2）姓名关汉记学号3111002392 一、课程设计的内容 1、设计内容（1）详细分析集成运算放大器构成的差动放大器工作原理及调零过程；（2）把测量得到的数据输入Matlab，用Matlab画出测温放大电路温度－电压关系曲线及比较器电压传输特性曲线；（3）详细分析电路中滞回比较器的电压传输特性对温控电路的作用和影响；（4）计算差动放大电路的电压放大倍数，计算所实现电路的滞回门限宽度；（5）详细分析测温电桥的工作原理；（6）分析如何设定温度控制点。 2、电路仿真根据温度检测及控制电路工作原理，选用相应软件实现电路的仿真，并画出电路各点的信号波形，观察电桥输出、差动放大器输出及比较器输出信号随温度的变化趋势。 3、使用Protel绘制电路原理图，布局PCB板，使用热转印或者曝光方法制作电路板，根据系统原理图及所选择的元件及参数，购买相应元器件，完成电路焊接、调试。二、课程设计的要求与数据 1、完成温度检测及控制电路的设计与制作； 2、讨论与分析，制作与调试，演示与答辩，提交设计报告。

三、课程设计应完成的工作 1、电路原理图设计； 2、电路工作原理分析； 3、电路参数计算与分析； 4、电路原理仿真； 5、电路制作、调试； 6、撰写设计报告； 7、实物演示与答辩。四、课程设计进程安排序号课程设计各阶段内容地点起止日期 1 布置设计安排；讲授设计内容；说明设计要求待定13．12．23 上午 2 方案设计、分析与比较实验楼 1-412 13．12．23 下午 3 确定方案和电路参数，理论计算、分析与仿真实验楼 1-412 13．12．24 4 绘制电路原理图；电路制作、调试；实验楼 1-412 13．12．25 5 撰写设计报告；实验楼 1-412 13．12．26 6 实物演示、答辩、成绩评定实验楼 1-412 13．12．27 五、应收集的资料及主要参考文献 1.张国雄等编。测控电路，机械工业出版社，2001.8. 2.赵负图主编，现代传感器集成电路，人民邮电出版社，2000.1. 3.刘征宇主编，线性放大器应用手册，福建科学技术出版社，2005.1. 4.蔡锦福等编，运算放大器原理与应用，科学出版社，200 5.7. 5.自编，测控电路设计型实验任务书. 发出任务书日期：2013年12月20日指导教师签名：计划完成日期： 2013年12月20日系主任签名：主管院长签名：

温度检测与报警系统

温度检测报警

温度检测与控制实验报告材料

温度监测报警系统设计报告

温度检测及报警系统

设计一个温度监测和显示报警电路

最新5温度测量仪表汇总

温度检测和报警系统方案

基于单片机的温度检测与控制系统的设计(论文)开题报告

温度测量与报警系统设计.

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