【MT47】毕业论文：基于DS18B20的温度显示及其报警控制系统(含完整原理图及C程序).doc文档

另外单片机在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。

该系统利用芯片控制温度传感器进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度并可以根据需要设定上下限报警温度进行报警和相应的控制处理。

该系统扩展性很强，它可以利用键盘来进行温度范围调整，利用芯片作为存储器件，获得的数据可以通过总线协议与通信而把温度范围数据储存起来，方便应用中的实时调整以及关机重启后加载数据。

从以上两方案采用热敏电阻传感器。

包括传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整及存储电路，温度报警和控制电路，单片机主板电路等组成。

湖南科技大学本科生毕业设计第二章系统总体设计系统方案选择该系统主要由温度测量，数据采集和数据处理部分组成，实现方案有很多种，下面将列出两种经常用到的实现方案。

方案采用热敏电阻传感器。

利用热敏电阻阻值随温度变化而显著变化，能直接将温度的变化转换为电压的变化，进而制成温度计。

本科生毕业设计第二章系统总体设计系统方案选择该系统主要由温度测量，数据采集和数据处理部分组成，实现方案有很多种，下面将列出两种经常用到的实现方案。

温度显示电路，上下限报警调整及存储电路，温度报警和控制电路，单片机主板电路等组成。

不需要转换，可直接进行温度采集显示，报警和控制的数字温度计设计。

包括传感器数据采集电路，部分内容简介温度进行检测和控制，不仅具有成本低廉控制方便和灵活性大等优点，而且可以提高被控温度的技术指标，从而提高产品的质量和数量。

因此，单片机对温度的处理问题是个工业生产中经常会遇到的问题。

本文研究内容本文是基于单片机，采用数字温度传感器，不需要转换，可直接进行温度采集显示，报警和控制的数字温度计设计。

包括传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整及存储电路，温度报警和控制电路，单片机主板电路等组成。

湖南科技大学本科生毕业设计第二章系统总体设计系统方案选择该系统主要由温度测量，数据采集和数据处理部分组成，实现方案有很多种，下面将列出两种经常用到的实现方案。

方案采用热敏电阻传感器。

利用热敏电阻阻值随温度变化而显著变化，能直接将温度的变化转换为电压的变化，进而制成温度计。

数据采集部分则使用带有通道的单片机或使用专业的转换芯片进行转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，同时对温度进行相应的报警和控制。

此方案的优点是工作温度范围非常宽，体积小，精确度高，但是它们也存在着输出电压小抗干扰能力差的缺点，并且这种设计需要用到转换电路，感温电路比较复杂，增大系统设计的难度。

方案二采用数字温度芯片测量温度，输出信号全数字化。

便于单片机控制及处理，省去传统测温方法的很多外围电路。

且该芯片的性能比较稳定，线形较好，在时，最大线性偏差小于。

采用了单总线的数据传输，由和微控制器构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与单片机连接。

这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大。

采用单片机控制，软件编程的自由度很大，可通过语言编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且硬件实现简单，安装方便。

另外单片机在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。

该系统利用芯片控制温度传感器进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度并可以根据需要设定上下限报警温度进行报警和相应的控制处理。

该系统扩展性很强，它可以利用键盘来进行温度范围调整，利用芯片作为存储器件，获得的数据可以通过总线协议与通信而把温度范围数据储存起来，方便应用中的实时调整以及关机重启后加载数据。

从以上两种方案，容易看出方案二的测温装置电路更简单实现更方便程序设计也更容易实现，故本次设计采用了方案二。

系统的组成本课题是以单片机为核心设计的种数字温度报警系统，系统整体硬件电路包括温度采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，存储电路，报警及控制电路，湖南科技大学本科生毕业设计单片机主板电路等组成。

系统框图主要由主控制器温度传感器报警按键设置数码管显示报警和控制电路组成。

系统框图如图所示图系统框图单元模块功能如下检测电路由构成，是美国半导体公司推出的种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现位的数字值读数方式。

系统的核心器件是单片机，它是整个系统的心脏，由它来控制协调各功能模块的正常工作，考虑到系统的功能和经济性因素，采用的是性价比比较高的。

温度范围值的存储采用，是个串行存储器，其通过协议与单片机进行通信而把报警温度值储存起来，关机重启后能保留报警温度值，从而无需再进行设置。

报警功能由蜂鸣器完成，通过单片机口向蜂鸣器发出不同频率的脉冲而发出不同的警报声对相应温度进行报警。

温度控制模块，温度过高时由风扇制冷，温度过低时由红色灯模拟加热器进行升温处理。

显示模块则由数码管进行显示。

系统的工作过程系统由采集温度后进行转换再把温度数据传递给单片机，单片机控制数码管进行同步温度显示，同时对温度值进行处理，当温度高于设定值后进行制冷湖南科技大学本科生毕业设计处理，温度继续上升超过设定值时控制蜂鸣器进行高频率报警处理。

当温度低于设定值后进行加热处理，温度继续下降低于设定值时控制蜂鸣器进行低频率报警处理。

系统运作过程中可以随时对温度上下限制进行设置，通过按键输入调整数值，由于单片机片内具有掉电丢失数据的特性，这里把温度上下限数值存入中。

当系统断电重启后首先通过把温度范围值加载到单片机内从而保证系统正常工作。

湖南科技大学本科生毕业设计第三章系统的硬件设计单片机最小系统的设计本系统采用为主控器，兼容所有单片机。

单片机简介单片机的片内结构单片机的片内结构如图所示。

它把那些作为控制应用所必需的基本功能部件都集成在个集成电路芯片上。

它由如下功能部件组成微处理器数据存储器程序存储器个位可编程并行口口口口口个全双工串行口个位定时器计数器中断系统特殊功能寄存器图单片机片内结构单片机中有个位，与通用的基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的位处理功能。

湖南科技大学本科生毕业设计数据存储器片内为，片外最多可扩展。

片内的以高速的形式集成在单片机内，可以加快单片机运行的速度，而且这种结构的还可以降低功耗。

程序存储器程序存储器用来存储程序。

片内集成有的存储器，片外可外扩至。

中断系统个中断源，级中断优先权。

定时器计数器片内有个位的定时器计数器，具有种工作方式。

串行口个全双工的串行口，具有中工作方式。

可进行串行通信，扩展并行，甚至于多个单片机相连构，定时器工作函数每加次记满次时蜂鸣器电平取反湖南科技大学本科生毕业设计开始信号停止信号应答信号初始化湖南科技大学本科生毕业设计向写个字节，从读个字节湖南科技大学本科生毕业设计向指定地址写个字节，从指定地址读个字节湖南科技大学本科生毕业设计显示程序复位，初始化函数读位函数湖南科技大学本科生毕业设计起延时作用读个字节读出的数据最低位在最前面，这样刚好个字节在里向写个字节数据写湖南科技大学本科生毕业设计写开始获取温度并转换写跳过读指令写温度转换指令读取寄存器中存储的温度数据温度转换读低位读高位两个字节组合为个字温度在寄存器中为位分辨率位加是四舍五入湖南科技大学本科生毕业设计乘以表示小数点后面只取位是整型报警和控制函数把扩大了倍的温度值缩小倍从而与上下限温度对比开启定时器蜂鸣器高频开风扇关湖南科技大学本科生毕业设计关闭定时器关风扇关上下线温度设置首先显示下限温度，用于延时转换成下限温度模式显示下限温度同时扫描键去抖延时如果按则下限温度加用显示下限温度延时去抖如果按则下限温度减湖南科技大学本科生毕业设计去抖延时如果按键值大于则调零将上下线温度储存起来利用温度显示延时湖南科技大学本科生毕业设计主程序计数器读出保存的上限数据定时器工作在方式温度转换显示温度获取温度温度处理键盘扫描湖南