温度控制报警器设计
温度控制报警器第一章：序论
1.1温控警报器的原理
1.2温控警报器的广泛运用
1.3温控警报器的主要功能介绍
第二章：主要元器件的介绍
2.1温度传感器的原理
2.2温度传感器的发展及运用
2.3单片机的选用及其功能介绍
2.3.1单片机引脚介绍
2.3.2单片机工作原理
2.4 DS18B20温度传感器的介绍
2.4.1引脚介绍
2.4.2DS19B20的内部结构
2.4.3DS18B20的工作原理
2.4.4DS18B20的测温原理
2.4.5DS18B20的ROM命令
2.5四位数码管工作原理
第三章：温控警报器系统硬件主要模块
3.1单片机的最小系统
3.2温度采集模块
3.3温度显示模块
3.4键盘输入控制模块
3.5输出报警模块
第四章：单片机程序设计
4.1温度采集程序
4.2温度显示程序
4.3键盘输入程序
4.4输出报警程序
总结
致谢
参考文献
附录A 总电路图
附录B 元器件清单
附录C 温控报警器总程序
第一章
1.1温控报警器的工作原理
本温控报警器由一个DS18B20温度传感器采集外部温度，然后将采集到的温度信息传送到单片机内，单片机通过处理，将信息输出到数码管上，使数码管显示当前温度传感器采集到的温度，我们通过外设键盘，可设置报警的温度范围，如果传感器采集到的温度高于设置的温度，或者低于设置的温度，单片机自动处理，输出一个警报信号，发出叫声并且红灯闪烁！
1.2温控警报器的运用
温控警报器用于防火
在炎热的夏天或者是干燥的冬天，火灾都都是人们不可小视的灾难，因此预防火患可以提高人们生活的安全性，我们将温控报警器安置在恰当的位置，如果温度过高，温控报警器就自动报警，让人们知道哪里哪里可能即将发生火灾，人们好尽快的将火灾灭杀在襁褓之中，极大的减小了火灾的可能！
温控警报器在电子产品上得运用
电子产品由于过于精密，很多电子产品只能工作于一定的温度条件下，如果环境温度高于或者是低于某个温度值，产品的性能就达不到最好，对于一些精密的测量，就会有很大的影响，反之，如果用温控警报器加以监控，就可以知道这些电子产品的工作是否正常，测量的值是否该加以修正，或者该去改变这些电子产品的工作环境！比如：温度通过影响电源中的电容和半导体元器件，进而影响到电源的性能：温度变化会引起输出电压变化，即通常讲的温飘。温度对AC/DC电源影响大是因为大部分AC/DC 电源都大量使用铝电解电容（如滤波电容、储能电容、启动电容），铝电解电容除了容量大、耐高压外无任何优点，若电脑电源使用质量差的铝电解电容，可能发生低温不启动、高温容易坏（铝电解电容中电解液干枯所致）。温度对DC/DC电源影响不大也是因为电容，DC/DC电源中不是使用铝电解而大多使用钽电容、瓷片电容等，当然他们的价格也不会是同一个档次。温度对电容的影响如下：一般情况下，电容的寿命随温度的升高而缩短，最明显的是电解电容器。一个极限工作温度为85℃的电解电容器，在温度为20℃的条件下工作时，一般可以保证180000小时的正常工作时间，而在极限温度
85℃的条件下工作时，一般情况仅仅可以保证2000小时的正常工作时间。任何电容器都有一个损耗角正切值，即电容器的损耗。一般情况下正切值是随温度的升高而增加的。例如CC10型超高频瓷介电容的损耗角正切值，在正常温度下（20℃±5℃），为0.0012，在正极限温度下（85℃），却为0.0018，可以看出，受温度的影响是较大的！
有了温控警报器对环境温度的监测，就可以最大可能的保护电源，及各种电子元器件！
除此之外，温控警报器还大量的运用于工业，农业，军事，人们的日常生活让人类更加放心的工作生活！
1.3本温控警报器的主要功能
a.采集到温度并输送到数码管显示环境温度
b.本温控警报器的精度为0.5度
c.通过键盘可设置报警的温度范围
d.当环境温度超过报警温度范围，输出报警：红灯闪烁，并附有报警声音！
第二章：主要器件的介绍
2.1温度传感器的原理
温度传感器是工业生产中最常见的一种传感器。它将物体的温度转化为电信号输出，它具有结构简单，测量范围宽，稳定性好、精度高等优点。不同的温度传感器制作方法不同，常见的有热敏电阻、热电偶和集成型产品。其发展大体经历了从分体式、模拟集成到智能型阶段。现在的温度传感器不仅温度信号输出，还可以集成湿度测量，信号输出也由原来的单一信号变成多样化的输出形式，可以进行远距离通信，数据可以根据需要进行记录、上限报警和自控控制等多种功能。
热电偶有标准热电偶和非标准热电偶两种，标准热电偶严格遵循热电势与温度之前的关系，并有统一的分度号，其误差也在允许范围之内。非标准热电偶通常是根据特殊测量需要制作而成的，它没有测量范围上没有统一的标准，也没有分度号。
热电阻用得最多的当属铂电阻和铜热电阻，铂电阻测量温度范围更大，精度更高。铂电阻和铜热电阻其电阻和温度变化值都有统一的标准。Rt=R0[1+α（t-t0）]，它只跟初始温度和材料温度系数有关。
现在用的智能集成型温度传感器采用单片机技术，里面装有多位模数信号转换器，其测量精度更高，分辨力更是高达0.03度，里面还可以集成日历时钟，实现多种测量模
式之间切换，输出更具规范化和标准化，可以有效抑制周围环境对温度信号输出的干扰，使得测量值更加精确。
温度传感器输出的温度不是待测物现在的温度，通常会有一定的误差。
对于需要精确测量的场合，需选用响应速度更快的传感器。在测量过程要保护要探头，探头的寿命远远低于整个测量系统的寿命，当输出不正确的时候要及时更换。在响应时间要求不高的场合，可以用专用套管将探头包裹起来，主要可以延长探头的使用时间，不过这样会影响测量精度，两者之间需权衡好。很多热敏电阻表面都有涂敷层，要保护涂敷层不被损坏，涂敷层具有传温和保护里面元件的作用，可以防潮防腐蚀。
类型及发展方向
现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)
和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，
尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。
温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段。
(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；
(2)模拟集成温度传感器／控制器；
(3)智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。进入21世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、
研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展称重传感器。
2.2温度传感器的发展及运用
温度传感器的发展
当前，虽然主要的温度传感器，如热电偶、热电阻及辐射温度计等的技术已经成熟，不能满足许多领域的要求，尤其是高科技领域。因此，各国专家都在针对性的竞争开发各种新型温度传感器及特殊的实用测量技术。但是在传统的场合成熟的温度传感器任然的的广泛应用，运用于人们的生活，贴近人们的生活，由于人们对生活质量的要求越来越高，所以传统的传感器任然占有巨大的市场！
几种新型的温度传感器如下：
1光纤温度传感器
光导纤维（简称光纤）自20世纪70年代问世以来，随着激光技术的发展，从理论和实践上都已证明它具有一系列的优越性，光纤在传感技术领域中的应用也日益受到广泛重视。光纤传感器是一种将被测量的状态转变为可测的光信号的装置。它是由光耦合器、传输光纤及光电转换器等三部分组成。目前已有用来测量压力、位移、应变、液面、角速度、线速度、温度、磁场、电流、电压等物理量的光纤传感器问世，解决了传统方式难以解决的测量技术问题。据统计，目前约有百余种不同形式的光纤传感器，用于不同领域进行检测。可以预料，在新技术革命的浪潮中，光纤传感器必将得到广泛的应用，并发挥出更多的作用。
热电偶是传统的温度传感器，用途非常广泛。近年来，又发展出了一种新的测温技术，能在火灾事故预警中有独特的应用。这种新型温度传感器称为特种测温热敏电缆，又被称为连续热电偶Continuous Thermocouple)或寻热式热电偶（Heating Seeking Thermocouple）。
热敏电缆利用电偶热电效应，但测量的不是偶头部的温度，而是沿热电极长度上最高温度点的温度。由于这种独特功能，最初被发达国家作为高精技术设备铺设在航空母舰、驱逐舰的舰舱以及军用飞机等军事设备中。目前，已被广泛应用到各个领域来预防和减少因“过热”引起的事故和损失。
目前，热敏电缆主要有两种产品类型（FTLD和CTTC），它们测温原理相同，只是技术参数不同。
构成外层保护管：FTLD型采用双层聚四氟乙烯，CTTC型采用铬镍铁合金。为有效避免测量环境中的粉尘、油脂以及水分等介质浸入，以及温度范围不同而引起的误报，故采用不同材料。测温元件：K型热电偶。目前现有的产品长度约6~15m，若需长度加大，可以将几根热敏电缆连接起来。外径尺寸FTLD为f3.5mm，CTTC为f9.3~18.7mm，可安装在传统探头无法铺设到的恶劣环境中。工作温度 FTLD为-40~200℃，CTTC为-40~899℃。分度与灵敏度热敏电缆的分度与普通热电偶相近，由于连续热电偶的“临时”热接点不是紧密连接，热接点之外两电极间也并非完全绝缘，所以热敏电缆的输出热电势与同种热电偶相比稍有降低，换算成温度大约相差十几摄氏度，这对于火警预报来说是可以接受的。
弯曲半径除和热敏电缆组成材料的性能和质量有关外，还与隔离材料的密实程度有关。一般弯曲半径为热敏电缆外径的10~20倍。
2智能温度传感器
进入21世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1℃。目前，国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是9~12位A/D转换器，分辨力一般可达0.5~0.0625℃。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高0.03125℃，测温精度为±0.2℃。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27μs、9μs。
新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。例如，DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC)，使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。另外，智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。
智能温度传感器都具有多种工作模式可供选择，主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式，有的还增加了低温极限扩展模式，操作非常简便。对某些智能温度传感器而言，主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率(典型产品为MAX6654)，分辨力及最大转换时间(典型产品为DS1624)。
智能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。典型产品有DS1620、DS1623、TCN75、LM76、MAX6625。智能温度控制器适配各种微控制器，构成智能化温控系统;它们还可以脱离微控制器单独工作，自行构成一个温控仪。
温度传感器的运用
1.热电偶在工业制造中发挥的作用
什么叫热电偶：热电偶主要是用来测量温度，故美起名：温度传感器，中航自控：现在温度传感器应用很广泛，比如：民用热电偶分：电饭煲用热电偶，冰箱用热电偶，燃气灶用热电偶，汽车用热电偶，电熨斗用热电偶，电脑等等。
工业用的热电偶：军用的，大炮，导弹，飞船，消防坦克，航空航天，工业用的：冶金冶炼，石油化工，火电核电，制造业，机械制造、玻璃陶瓷、塑料橡胶、酿酒制药、轻工纺织、食品、烟草、水处理、等工业行业，为何非要用热电偶，深圳中航自控提醒
您：比如消防坦克：当坦克开进火场，距离多远就不能往前走，所以外部要有热电偶，驾驶员通过仪表看到外部温度太高，就不能再往前走，还要看内部温度。像炼钢炼铁，你说钢水温度在1300度，但是要有参照或依据，过去就是通技术人员的眼睛来确认温度，感觉温度到达要求了，就说明这炉钢水完成了，可是现在不行啊，我们要保正产品质量，就要求精测精控，所以必须用热电偶才能达到要示。湿度传感器探头,,不锈钢电热管PT100传感器,,铸铝加热器,加热圈流体电磁阀。
2.人体测温
体温计的工作原理是，普通测量方式，是水银，由于水银受到体温的影响，产生微小的变化，水银体积的膨胀，使管内水银柱的长度发生明显的变化。人体温度的变化一般在35℃到42℃之间，所以体温计的刻度通常是35℃到42℃，而且每度的范围又分成为10份，因此体温计可精确到1/10度，由于水银对人体可能构成危害，随着科学技术的发展，现在发明电子式体温计，可以说解决了很多难题，因为目前已经出现很多类型的新式体温计。电子式体温计利用某些物质的物理参数(如电阻、电压、电流等)与环境温度之间存在的确定关系，将体温以数字的形式显示出来，读数清晰，携带方便。其不足之处在于示值准确度受电子元件及电池供电状况等因素影响，比如玻璃体温计。
温度传感器应用于麻醉机
热敏电阻元件温度传感器——由麻醉机送出的空气如果温/湿合宜，能使病人呼吸舒适，还可避免因吸入干冷空气所引起的喉痛。因此，输气系统的温度必须加以监测和控制，以确保能提供温度适宜的气流。热敏电阻元件温度传感器正是根据这种需要而设计的，它可直接安装在空气通道中来监测空气的温度，传感器和测量气流温度的微控制器配合可用来控制和调节气流的温度。热敏电阻用于血液分析仪热敏电阻元件温度传感器可用来监测厢室、扩散灯和油冷式马达的温度，以免过热。如有过热现象，立即停机使其冷却。为了控制样品的温度，对于温度的测量必须准确，测出的温度需要尽量接近实际温度。
温度传感器应用于监测系统
监测冷藏箱温度的传感器似乎相当直观明了，但有没有想过用传感器来监测我们的活动方式?一些老年人发现，监测技术可以让他们在家里待得更久，并且改善生活质量。
所有远程监测和远程健康系统的最终目的是改善病人护理工作。虽然许多老年人身边都有个人紧急响应系统(PERS)按钮，那样遇到紧急情况可以摁按钮求救，但许多人并
没有使用按钮，其中有诸多原因：他们可能身体伤残、意识混乱，或远离按钮。
比如说，丈夫患早老性痴呆病的妇女可能很难在晚上睡好觉，因为她提心吊胆，时时防着丈夫在夜间乱走。而监测系统改变了这种情况：如果他离床太久，就会发出警报。不仅仅只有床头传感器能够有此效果。例如明尼苏达州的Healthsense公司，其eNeighbor远程监测系统可提供12种传感器，这些基于Wi-Fi的传感器包括床头传感器、厕所传感器、接触传感器和运动传感器。但光靠传感器未必会告诉某人需要帮助，所以Healthsense的系统会分析数据，评估病人是不是偏离了通常的活动模式;若有偏离，就表明可能有问题。
这种系统可将不同传感器获得的信息关联起来，并且使传感器算法适应患者的一般活动或在家里走动的规律。一旦确立了模式，系统就会根据这些信息评估患者在预期活动范围之内，还是在预期活动范围之外，然后，它会发出相应的警报。
2.3 单片机的选用及功能介绍
AT89S51 是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS型8位单片机，片内含
4Kbytes 的可编程的Flash只读程序存储器，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash ROM程序存储器，并支持可在线编程（ISP）功能；另一方面，由于价格低、因而被广泛应用于许多高性价比的场合，如工业控制、消费电子等各种控制领域，对于简单的测温系统而言，它已经足够。单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。设计中采用89S51单片机。其主要特性如下：
1.与MCS-51产品指令系统完全兼容；
2.4K字节可编程闪烁存储器；
3.1000擦写周期；
4.4.0~
5.5V工作电压范围；
5.全静态工作：0Hz-33MHz；
6.程序存储器具有3级加密保护；
7.128*8位内部RAM；
8.32可编程I/O线；
9.两个16位定时器/计数器；
10.6个中断源和2个优先级；
11.可编程全双工串行通道；图2.189S51单片机引脚图
12.低功耗的闲置和掉电模式；
13.看门狗（WDT）及双数据指针；
14.具有JTAG接口，可方便地在线编程或在系统编程。
15.AT89S51 单片机为40引脚双列直插式封装。其引脚排列和逻辑符号如图2.1 所示。
2.3.1各引脚功能简单介绍如下：
1.VCC：供电电压。
2.GND：接地。
3.P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部电位必须被拉高。
4.P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，电位被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
5.P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
6.P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3
口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入时，由于外部下拉
为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些
特殊功能口：P3.0 RXD(串行输口)；P3.1TXD(串行输出口) ；P3.2 INT0(外部中断0)；P3.3 INT1(外部中断1) ；P3.4 T0(定时器0外部输入)；P3.5 T1(定时器1外部输入)；P3.6 WR (外部数据存储器写选通)；P3.7 RD (外部数据存储器读选通)。同时P3口同时为闪烁编程和
编程校验接收一些控制信号。
7.RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
8.ALE / PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定
时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁
止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
9.PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取址期间，每个机器周期PSEN 两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
10.EA/VPP：当EA保持低电平时，访问外部ROM；注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，访问内部ROM。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
11.XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
12.XTAL2：来自反向振荡器的输出。
2.3.2单片机的工作原理
其实单片机就是一个电脑，只不过是微型的，麻雀虽小，五脏俱全：它内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，它主要是作为控制部分的核心部件。
单片机是靠程序的，通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬
件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！
2.4 DS18B20温度传感器的介绍
2.4.1引脚介绍
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）。
DS18B20的实物图
DS18B20引脚图
2.4.2DS19B20的内部结构
DS18B20主要由64位ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL 及配置寄存器等组成，见图2.3。
图2.3 DS18B20内部结构图 1) 64位光刻ROM 。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共
有48位，最后8位是前56位的CRC 校验码，非挥发的温度报警触发器TH 和TL ，可通过软件写入用户报警上下限值。64位闪速ROM 的结构如下表2-2所示。
表2-2 ROM 结构
MSB LSB MSB LSB MSB LSB
2) 9字节高速缓存存储器，结构如表2-3所示
表2-3 DS18B20内部存储器结构
字节0
字节1
E 2字节2
----→ 字节3
----→ 字节4
----→ 字节5
字节6
字节7
字节8
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM 和一个非易失性的可电擦除的E 2PRAM 。高速暂存RAM 的结构为8字节的存储器。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH 和TL 的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。它的内部存储器结构和字节定义如表2-4和表2-5所示。低5位一直为１，TM 是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。
表2-4 DS18B20字节定义
DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率，详见表2-5。
表2-5 DS18B20分辨率设置
由表2-5可见，分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存RAM 的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC 码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
3) 温度数据值格式。
当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB 形式表示。温度值格式见表2-6所示。
表2-6 温度数据值格式
LS 字节
MS 字节
其中“S ”为标志位，对应的温度计算：当符号位S ＝0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位S ＝1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。
表2-7是一部分温度值对应的二进制温度数据。
表2-7 一部分温度对应值表
2.4.3 DS18B20的工作原理
工作时，主机控制DS18B20使各种命令对DS18B20进行操作:初始化DS18B20，发ROM 功能指令、发存储器操作指令。这些ROM 和RAM 指令集如表2-8和表2-9所示。
表2-8 ROM指令表
表2-9 RAM指令表
根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：
1. 每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位；
2. 复位成功后发送一条ROM 指令；
3. 最后发送RAM 指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。
复位要求主CPU 将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待15～60微秒左右后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU 收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，具体工作方法如图
2.4，2.5，2.6所示。
(1) 初始化时序
等待15-60
图2.4 初始化时
总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，主机响应应答脉冲。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。主机输出低电平，保持低电平时间至少480us ，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7K Ω上拉电阻将总线拉高，延时15～60us ，并进入接受模式，以产生低电平应答脉冲，若为低电平，再延时480us 。
(2) 写时序
采
样15~45>1>1主机写"1"时序
主机写"0"时序
图2.5 写时序
写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us ，且在2次独
立的写时序之间至少需要1us 的恢复时间，都是以总线拉低开始。写1时序，主机输出低电平，延时2us ，然后释放总线，延时60us 。写0时序，主机输出低电平，延时60us ，然后释放总线，延时2us 。
(3) 读时序
主机写"1"时序
主机写"0"时序
图2.6读时序
总线器件仅在主机发出读时序是，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us ，且在2次独立的读时序之间至少需要1us 的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1us 。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us 之内采样总线状态。主机输出低电平延时2us ，然后主机转入输入模式延时12us ，然后读取总线当前电平，然后延时50us 。
2.4.4 DS18B20的测温原理
DS18B20的测温原理如图2.7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图2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。
另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。
图2.7 DS18B20测温原理图
在正测温情况下，DS1820的测温分辨力为0.5℃，可采用下述方法获得高分辨率的温度测量结果：首先用DS1820提供的读暂存器指令（BEH）读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果，然后切去测量结果中的最低有效位（LSB），得到所测实际温度的整数部分Tz，然后再用BEH指令取计数器1的计数剩余值Cs和每度计数值CD。考虑到DS1820测量温度的整数部分以0.25℃、0.75℃为进位界限的关系，实际温度Ts可用下式计算：Ts=（Tz-0.25℃）+(CD-Cs)/CD
2.4.5DS18B20的ROM命令
1、Read ROM[33H]
2、Match ROM[55H] 这个是匹配ROM命令，后跟64位ROM序列，让总线控制器在多点总线上定位一只特定的DS18B20。只有和64位ROM序列完全匹配的DS18B20才能响应随后的存储器操作。所有和64位ROM序列不匹配的从机
都将等待复位脉冲。这条命令在总线上有单个或多个器件时都可以使用。
3.Skip ROM[0CCH]，这条命令允许总线控制器不用提供64位ROM编码就使用存储器操作命令，在单点总线情况下，可以节省时间。如果总线上不止一个从机，在Skip ROM命令之后跟着发一条读命令，由于多个从机同时传送信号，总线上就会发生数据冲突（漏极开路下拉效果相当于相“与”）
4、Search ROM[0F0H] 当一个系统初次启动时，总线控制器可能并不知道单线总线上有多个器件或它们的64位编码，搜索ROM命令允许总线控制器用排除法识别总线上的所有从机的64位编码。
5、Alarm Search[0ECH]。这条命令的流程和Search ROM相同。然而，只有在最近一次测温后遇到符合报警条件的情况，DS18B20才会响应这条命令。报警条件定义为温度高于TH或低于TL。只要DS18B20不掉电，报警状态将一直保持，知道再一次测得的温度值达不到报警条件。
6、Write Scratchpad[4EH].这个命令向DS18B20的暂存器TH和TL中写入数据。可以在任何时刻发出复位命令来中止写入。
7、Read Scratchpad[0BEH].这个命令读取暂存器的内容。读取将从第1个字节开始，一直进行下去，直到第9（CRC）字节读完。如果不想读完所有字节，控制器可以在任何时间发出复位命令来中止读取。
8、Copy Scratchpad[48H].这个命令把暂存器的内容拷贝到DS18B20的E2ROM 存储器里，即把温度报警触发字节存入非易失性存储器里。如果总线控制器在这条命令之后跟着发出读时间隙，而DS18B20又忙于把暂存器拷贝到E2存储器，DS18B20就会输出一个0，如果拷贝结束的话，DS18B20则输出1。如果使用寄生电源，总线控制器必须在这条命令发出后立即启动强上拉并保持10ms。
9、Convert T[44H].这条命令启动一次温度转换而无需其他数据。温度转换命令被执行，而后DS18B20保持等待状态。如果总线控制器在这条命令之后跟着发出时间隙，而DS18B20又忙于做时间转换的话，DS18B20将在总线上输出0，若温度转换完成，则输出1,。如果使用寄生电源，总线控制必须在发出这条命令后立即启动强上拉，并保持500ms以上时间。
10、Recall E2 这条命令把报警触发器里的值拷贝回暂存器。这种拷贝操作在DS18B20上电时自动执行，这样器件一上电，暂存器里马上就存在有效的数据了。若在这条命令发出之后发出读数据隙，器件会输出温度转换忙的标识：0为忙，1为完成。
11、Read Power Supply[0B4H] 若把这条命令发给DS18B20后发出读时间隙，器件会返回它的电源模式：0为寄生电源，1为外部电源。
2.5数码管的显示原理
7段LED 可构成字型“8”，另外，还有一个小数点发光二极管以显示数字、符号及小数点。这种显示器有共阴极和共阳极两种。一位显示器由8个发光二极管组成，其中，7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）a ～g ，另一个小数点为dp 发光二极管。如图4-8所示，共阴极LED 显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳级LED 显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阳极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。
a b g
+5V
a
b
g
(2)共阳
单片机课程设计报告——温度报警器
单片机原理与应用 课程设计报告 课程设计名称：温度报警器设计 专业班级：13计转本 学生姓名：张朝柱肖娜 学号：20130566140 20130566113 指导教师：高玉芹 设计时间：2016-11—2017-12 成绩： 信电工程学院
摘要 2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。
目录 1绪论 (1) 1.1温度报警器简介 (1) 1.2温度报警器的背景与研究意义 (1) 1.3温度报警器的现状及发展趋势 (1) 2 系统整体方案设计 (2) 2.1 设计目标 (2) 2.2系统的基本方案 (2) 2.2.1 系统方案选择 (2) 2.2.2 各模块方案选择 (3) 2.3主要元器件介绍 (3) 2.3.1 STC89C52的简介 (3) 2.3.2 DS18B20的简介 (4) 3 系统的硬件设计与实现 (5) 3.1 系统硬件概述 (5) 3.2主要单元电路的设计 (5) 3.2.1键盘扫描模块电路的设计 (5) 3.2.2单片机控制模块电路的设计 (5) 3.2.3报警模块电路的设计 (6) 3.2.4 LCD1602显示模块电路的设计 (7) 4 系统的软件设计与实现 (8) 4.1 KEIL软件介绍 (8) 4.2系统程序设计流程图 (8) 4.2.1 主程序软件设计 (8) 4.2.2 按键软件设计 (9) 4.2.3 密码设置软件设计 (9) 4.2.4 开锁软件设计 (10) 5 系统仿真设计 (12) 5.1 Proteus 软件介绍 (12) 5.2 Proteus 仿真图 (12) 5.3 硬件调试 (13) 5.4 调试结果 (13) 6 结论 (14)
温度报警器
温度报警器 一、摘要:本文通过采用热敏电阻作为敏感元件的温度报警器的设计与制作，阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。这种温度报警器结构简单，由温度控制开关和报警器两部分组成，可操作性强，应用广泛。工作时，温度测量范围为0～100oＣ。当温度达到预定值时，利用热敏电阻的特性，采集电压信号，驱动报警装置，立刻发出报警信号，从而防止因温度升高而带来的不必要的损失。 二、绪论： 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。利用热敏电阻器和音乐集成电路制作一个温度报警器，也可以演示自动控制电路的工作原理。电路的触发端接在热敏电阻器和微调电阻器的中间，当环境温度升高时，热敏电阻器的阻值减小，电路的触发端电压升高，触发音乐集成电路工作。调节微调电阻器的阻值，可以改变电路报警时的温度。 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。因此传感器在此温度报警器的制作中起了重要的作用。 三、温度报警器基本介绍 1、温度报警器的功能 现代社会是信息化的社会，随着安全化程度的日益提高，机房一一作为现代化的枢纽，其安全工作已成为重中之重，机房内一旦发生故障，将导致整个系统的瘫痪，造成巨大的损失和社会影响；敏探公司研发出机房超温报警系统，功能
基于单片机设计的温度报警系统毕业设计
单片机设计的温度报警器
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
温度报警器设计
温度报警器设计报告 一、设计任务与要求： （1）温度报警器方案设计 温度0~100±1℃可测,小于10℃或大于30℃报警（LED亮） ①将被测温度（0～100℃）转换为电压值； ②小于10℃或大于30℃声、光报警（LED亮）； ③可采用箔电阻组成测量电桥； 二、设计过程： 1．设计思路 设计中首先利用基于热电偶效应的温度传感器LM35采集温度后，转变为相应的电压值，再经过运算放大器LM358，将待测电压值放大、输出，以便于检测、显示及控制。显示电路是由A/D转换器及Led显示器构成的数字电路，控制电路是通过五个电压比较器与数字控制电路的组合来实现。报警电路以555振荡电路及扬声器等器件为基础构成组成。 2．方案设计 图1系统设计框图
如图1所示，系统由以下几部分构成： 温度测量电路、放大电路、电压比较电路、A/D转换电路、译码显示电路。 各部分电路的工作原理如下。 2.1对温度进行测量 首先通过温度传感器采集温度，将温度值转换为相应的电压值输出。 2.2温度控制 传感器的输出电压作为放大器输入信号，经同相运算放大电路进行放大后分别输出给多路电压比较器。 将要控制的温度所对应的电压值作为基准电压V REF，用实际测量值v i与 V REF进行比较，比较结果（输出状态）输入数字控制电路，调节系统温度。 本题对温度的限定较多，需采用四个电压比较器，配合数字控制电路，实现由输出电平的变化来控制数模转换电路。 。 3．单元电路设计 3.1温度传感器 LM35是电压输出型集成温度传感器，LM35集成温度传感器是利用一个热电阻检测相应的温度。LM35无需外部校准或微调，可以提供±1/4℃的常用的室温精度。 ?工作电压：直流4～30V； ?精度：0.5℃精度（在+25℃时）； ?比例因数：线性+10.0mV/℃； ?非线性值：±1/4℃； ?使用温度范围：-55～+150℃额定范围。 引脚介绍：①正电源Vcc；②输出；③输出地/电源地。 传感器电路采用核心部件是LM35，供电电压为直流15V时，工作电流为120mA，功耗极低，在全温度范围工作时，电流变化很小。电压输出采用差动信号方式，由2、3引脚直接输出，电阻R为18K普通电阻，VD为1N4148。如图1。此电路适用于测温范围为-55～+150℃场合。LM35的线性度良好。 图2传感器电路原理图
基于STC89C51的温度报警器设计
河南理工大学自动化专业 单片机应用与仿真报告 学院： 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
基于STC89C51的温度报警器设计 (14级自动化2班学号) 摘要：温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。 关键词：温度控制单片机智能化控制 0引言 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 STC89C51芯片特性 1.1简介 STC89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。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，A TMEL 的89C51是一种高效微控制器。STC89C51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。 1.2电路图 STC89C51电路图如图1所示。 图1 STC89C51电路图 1.3芯片擦除 整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE 管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，89C51设有稳态逻辑，可在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作，但RAM ，定时器，计数器，串口和中
温度报警器设计报告完整版
电子技术综合课程 设计 课程：电子技术综合课程设计 题目：温度报警器 所属院(系) 专业班级 姓名学号： 指导老师 完成地点 2011年月日
前言 电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程。它包括选择课程、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。它的开展是为了提高和增强我们学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这对于提高我们学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。 本课程设计任务要求是完成一个温度报警器的制作，并实现当温度高于30℃时发出双音报警，温度低于10℃时发出单音报警的功能要求。本设计中充分展示了模拟电子技术的优点，利用放大电路、窗口比较器进行温度的判定，再结合数字电子技术的优点，充分利用单元电路的功能来实现报警，将模电、数电紧密结合，综合应用，不但对知识有了更进一步的掌握，提高了动手能力，，对于以后的就业打下了一定的基础。 通过课程设计实现以下三个目标： 第一，让学生初步掌握电子线路的试验、设计方法。即学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标。 第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。 第三，培养勤于思考的习惯，设计并制作电子产类品，增强学生这方面的自信心及兴趣。 本课程设计以电工电子技术的基本理论为基础，着重掌握电路的设计装调及性能参数的调试方法。本课程设计应达到如下基本要求： （1）综合运用电子技术课程中所学的理论知识独立完成一个实际应用电路的设计。 （2）通过查阅手册和参考文献资料，培养独立分析和解决实际问题的能力。 （3）熟悉常用电子元器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 （4）掌握电子电路的安装和调试技能。 （5）熟悉使用各类数字式电子仪器的规范使用方法。 （6）学会撰写课程设计论文。 （7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 （8）由于本次试验是分组完成，所以培养团结协作能力尤为重要。 此次课程设计中，不仅得到了指导老师的帮助和鼓励，而且还有同学们的互相支持和帮助，在此表示衷心的感谢！
温度控制报警器设计
温度控制报警器第一章：序论 1.1温控警报器的原理 1.2温控警报器的广泛运用 1.3温控警报器的主要功能介绍 第二章：主要元器件的介绍 2.1温度传感器的原理 2.2温度传感器的发展及运用 2.3单片机的选用及其功能介绍 2.3.1单片机引脚介绍 2.3.2单片机工作原理 2.4 DS18B20温度传感器的介绍 2.4.1引脚介绍 2.4.2DS19B20的内部结构 2.4.3DS18B20的工作原理 2.4.4DS18B20的测温原理 2.4.5DS18B20的ROM命令 2.5四位数码管工作原理 第三章：温控警报器系统硬件主要模块 3.1单片机的最小系统 3.2温度采集模块 3.3温度显示模块 3.4键盘输入控制模块 3.5输出报警模块 第四章：单片机程序设计 4.1温度采集程序 4.2温度显示程序 4.3键盘输入程序 4.4输出报警程序 总结 致谢 参考文献 附录A 总电路图 附录B 元器件清单 附录C 温控报警器总程序
第一章 1.1温控报警器的工作原理 本温控报警器由一个DS18B20温度传感器采集外部温度，然后将采集到的温度信息传送到单片机内，单片机通过处理，将信息输出到数码管上，使数码管显示当前温度传感器采集到的温度，我们通过外设键盘，可设置报警的温度范围，如果传感器采集到的温度高于设置的温度，或者低于设置的温度，单片机自动处理，输出一个警报信号，发出叫声并且红灯闪烁！ 1.2温控警报器的运用 温控警报器用于防火 在炎热的夏天或者是干燥的冬天，火灾都都是人们不可小视的灾难，因此预防火患可以提高人们生活的安全性，我们将温控报警器安置在恰当的位置，如果温度过高，温控报警器就自动报警，让人们知道哪里哪里可能即将发生火灾，人们好尽快的将火灾灭杀在襁褓之中，极大的减小了火灾的可能！ 温控警报器在电子产品上得运用 电子产品由于过于精密，很多电子产品只能工作于一定的温度条件下，如果环境温度高于或者是低于某个温度值，产品的性能就达不到最好，对于一些精密的测量，就会有很大的影响，反之，如果用温控警报器加以监控，就可以知道这些电子产品的工作是否正常，测量的值是否该加以修正，或者该去改变这些电子产品的工作环境！比如：温度通过影响电源中的电容和半导体元器件，进而影响到电源的性能：温度变化会引起输出电压变化，即通常讲的温飘。温度对AC/DC电源影响大是因为大部分AC/DC 电源都大量使用铝电解电容（如滤波电容、储能电容、启动电容），铝电解电容除了容量大、耐高压外无任何优点，若电脑电源使用质量差的铝电解电容，可能发生低温不启动、高温容易坏（铝电解电容中电解液干枯所致）。温度对DC/DC电源影响不大也是因为电容，DC/DC电源中不是使用铝电解而大多使用钽电容、瓷片电容等，当然他们的价格也不会是同一个档次。温度对电容的影响如下：一般情况下，电容的寿命随温度的升高而缩短，最明显的是电解电容器。一个极限工作温度为85℃的电解电容器，在温度为20℃的条件下工作时，一般可以保证180000小时的正常工作时间，而在极限温度
温度报警器的设计解析
湖南工学院 《模拟电子技术》课程设计说明书 温度报警器 学生姓名： 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 完成时间：2015年7月
学院：电气与信息工程学院
学院：电气与信息工程学院
摘要 随着技术的不断开发和应用，电子技术的发展十分迅速，不断运用到生活的各个方面。设计结合温度传感器技术，集成运算放大器，以及电压比较器，和发光二极管组成的非常灵敏的温度报警器。设计采用热敏电阻作为温度传感器，相比传统的热传感器更具抗干扰能力，利用电压比较技术，更加强了电路的稳定性。附带LED发光二极管报警技术，使报警效果更明显，在被测温度大于50度时，发光二极管被点亮，可实现其报警功能，完全能满足设计要求。稳压直流电源采用变压器降压电路，二极管整流桥整流，滤波电路和稳压电路组成，可稳定输出+5V和-5V，+12V和-12V的直流电压。 关键词：热敏电阻；集成运算放大器；二极管整流桥；二极管报警
目录 1温度报警器的设计 (1) 1.1温度报警器的设计方案 (1) 1.2热敏电阻传感电路的设计 (1) 1.3 放大电路的设计 (2) 1.4比较电路和报警电路的设计 (2) 2直流稳压电源的设计 (4) 2.1设计方案和原理 (4) 2.2电源模块的设计 (4) 2.3 直流稳压电路整体图 (6) 2.4元器件选择及计算 (6) 3电路的仿真（Multisim） (8) 4实物测试与调试 (10) 5设计总结与体会 (14) 参考文献 (15) 致谢 (16) 附录 (17) 附录A直流稳压电源原理图 (17) 附录B温度报警器原理图 (18) 附录C直流稳压电源pcb图 (19) 附录D温度报警器的PCb图 (20) 附录E直流稳压电源和温度报警器实物图 (21) 附录F直流稳压电源元件清单 (22) 附录G温度报警器的元件清单 (22)
室内温度控制报警器
毕业设计（论文）题目：室内温度控制报警器
大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文）任务书 发给学员 1．设计(论文)题目：室内温度控制报警器 2．学生完成设计(论文)期限：年月日至年月日3．设计(论文)课题要求：软件（protel 99）的简单介绍以及使用软件进行控制器的设计，220v交流供电。当设定温度值和实际温度值偏差超过最小偏差时，系统工作，每1％的偏差要求控制器开启1秒，对温度进行调节，系统开启时间为1－10秒，当系统开启时间到达后，系统必须关闭5秒钟才能进行下一次的控制动作。设定温度范围为：20—80摄氏度。可根据设定的温度通过该温度控制报警器的温度进行控制，使系统工作在设定的温度点，要求最小偏差〈2% ． 4．实验（上机、调研）部分要求内容：熟练利用PROTEL99SE设计程序，并对程序进行调试。实验结束后，要对实验成果进行总结，分析，尽可能提高程序的正确率与可行性。对实验的心得要多和辅导老师交流. 5.文献查阅要求： [1] 张志良.单片机原理与控制技术.北京: 机械工业出版社 2004.12 [2] 严慰敏.数据结构.北京:清华大学出版社2004.01 [3] 王闵.计算机组成原理.北京:电子工业出版社2002.10 [4] 方敏.操作系统教程.北京:电子科技出版社2003.02 [5] 刘坚.数据与计算机通信.北京:高等教育出版社2000.10 6．发出日期：年月日 7．学员完成日期：年月日 指导教师签名： 学生签名：
摘要 本设计采用直接数字控制（DDC）对加热炉进行控制，使其温度稳定在某一个值上。并且具有键盘输入温度给定值，LED数码管显示温度值和温度达到极限时提醒操作人员注意的功能。 温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。一. 对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方二.温度控制系统的组成框图采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见正文图。其中数字控制器的功能由微型机算机实现。三. 温度控制系统结构图及总述图中由 4~20mA 变送器I ， A/D 转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。其中，变送器选用 XTR101 ，它将热电偶信号（温度信号）变为 4~20mA 电流输出，再由高精密电流 / 电压变换器 RCV420 将 4~20mA 电流信号变为 0~5V 标准电压信号，以供A/D 转换用。转换后的数字量与炉温的给定值数字化后进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差。炉温的设定值由键盘输入。由 MC51 构成的数字控制器按最小行运算，计算出所得。 关键词：PID控制器，A/D转换器，D/A转换器
温度报警器器的设计
电子技术综合课程 设计 课 程： 电子技术综合课程设计 题 目： 温度报警器 姓 名 ____________ 学号 _____________________ 指导老师 __________________________________ 完成地点 __________________________________ 2014年09月22 日 任务书 温度报警器的设计与制作 —、任务和要求： 设计并制作 一个温度报警器，要求如下： 1、 用压电陶瓷蜂鸣器作为电声元件； 所属院（系） _________ 专业班级 ____________
2、当温度在10C至30C范围内(允许误差土1C)时报警器不发声响，当温度超过这个范围内时，报警器发出声响，并根据不同音调区分温度的高低，即： ⑴ 当温度高于30 C时，报警器发出两种频率交替的“嘀一嘟”声响，即加到蜂鸣器上 的电压波形如资料中附录3D; (2)当温度低于10C时，报警器发出单频率声响，如资料中附录3D。 3、温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0C为0mv,温度每上升1 C,递增2mv; 4、设计并制作本电路所用直流电源。 二、设计框图 三、所需仪器设备 1、数字万用表一块 2、双踪示波器一台 3、直流稳压电源一台 4、剪刀、镊子各一把 5、面包板一块
目录 .、八、- 刖言........................................................................ 错误!未定义书签。 1......................................................................................................... 方案论证与比较 (2) 1.1方案一 (2) 1.2方案二 (2) 1.3方案确定 (2) 2.单元电路设计 (3) 2.1直流电源电路的设计 (3) 2.2放大器电路的设计 (3) 2.3窗口比较器电路的设计 (4) 2.4温度报警电路的设计 (4) 3.仿真调试及实验装调 ...................................................... ? 3.1电路仿真 (8) 4.电路的装调和分析 ........................................................ ?4.1电源的装调 ....................................................................... ?4.2放大电路和比较电路的装调 ......................................................... ?4.3报警电路的装调 . (9) 4.4整体电路的装调 (9) 5.实验结果分析 ............................................................ ?
温度报警器论文
温度报警器的电子制作及研究 摘要:本文通过采用热敏电阻作为敏感元件的温度报警器的设计与制作，阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。这种温度报警器结构简单，由温度控制开关和报警器两部分组成，可操作性强，应用广泛。工作时，温度测量范围为0～100oＣ。当温度达到预定值时，利用热敏电阻的特性，采集电压信号，驱动报警装置，立刻发出报警信号，从而防止因温度升高而带来的不必要的损失。 关键词:热敏电阻温度报警器金属探头 The Electronic Manufacture And Research of the Heat Alarm Abstract：This thesis introduces the design and the manufacture of the heat alarm by using the thermistor as the sensitive unit, has expounded the concrete process and the method which this equipment carries on the design and the manufacture. This kind of heat alarm the structure is simple,which is composed by two parts, the temperature control switch and the alarm apparatus, it is feasibility and the application is widespread. When it works, the survey scope of the temperature is 0 ~ 100 oC. When the temperature achieves the predetermined value, using the thermistor characteristic to gather the voltage signal, actuates alarm device and sends out the alarm immediately, thus prevents the nonessential loss which brings by temperature increment . Keywords：Thermistor Temperature Alarm The metal pokes head in
温度传感器报警器课程设计
《传感器课程设计报告》题目：温度报警器 学院： 专业： 班级： 姓名： 指导教师： 2010年07月02日
目录 1 设计目的 (1) 2 设计题目 (1) 3 课程设计内容及要求 (1) 4 设计总结、心得 (4) 5 参考书目 (5)
一、设计目的 通过课程设计使学生对传感器应用技术的知识有全面的掌握，加深对该课程知识的理解，培养学生综合运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力，也是对前期理论与实践教学效果的检验。通过课程设计使学生对工程设计有初步的认识，增强学生的识图、绘图能力，培养学生独立工作的能力。通过本次设计使学生熟悉工程设计的思维方式和步骤，并了解如何进一步根据确定的设计方案选择元器件，使设计的方案在功能上和经济上均可行。 二、设计题目 温度报警器, 当温度高于某值时，自动发出声光报警。 三、课程设计内容及要求 1 设计方案的选定与说明 结构图 根据传感器的原理构成和设计需要，各部分元件分别选用下列元器件： 测温电路由敏感元件、转换元件和测量电路构成，测量电路选用电桥，辅助电源选用直流电源。 敏感元件:负温度系数热敏电阻。 转换元件：负温度系数热敏电阻将温度转换成电量 。 测量电路的种类：电桥。电桥法方便、准确。 辅助电源的种类：15伏特直流稳压电源、220交流电源。 测温电路 报警电路 比较放大器 辅助电源
2 论述方案的各部分工作原理 当温度上升时，Rt电阻阻值减小，电桥不平衡，输出电压量减小，送给比较放大器，当送给比较放大器的电压量低于给定值时，比较放大器输出电压为低电平，晶闸管关断，原来被短路的报警回路工作，电路灯亮、铃响，报警电路报警。 3 设计方案的图表； 1）温度测量 + - 当温度变化时，Rt电阻阻值也随之变小，电桥对臂乘积不等，电桥不平衡，输出电量增加，由公式{ U0=(U i/4)*(△R t/R1)，U i=[15/(R5+R6)]*R6 }算得输出电压U0，送入比较放大器，进行比较。 2）比较放大器 正端电压由测量电路送来，即电桥输出电压U0 ，当U0大于负端时，比较放
电冰箱温度控制报警器
电冰箱温度控制报警器 张佩炯 （陇东学院物理与电子工程学院，甘肃●庆阳745000） 摘要随着当今电子技术的飞速发展，电冰箱已成为人们日常生活中不可缺少的家电，人们对电冰箱温度控制要求也越来越高，随时都要监测温度并告知用户，本文阐述了如何实现电冰箱温度控制报警电路。 关键词温度传感器;MAX6502; MAX6504; 7805; HFC5212. 中图分类号TN-768 文献标识码 A ZHANG Pei-jiong (The long dong university physics and the electronics engineering college, Gansu Qingyang 745000) Abstract Fly technically to develop soon nowadays along with the electronics, the refrigerator has become people's daily life in the appliance of the indispensability, the people request to be more and more high also to the refrigerator temperature control, at any time all wanting to monitor the temperature and telling the customer, this text elaborated how to carry out the refrigerator temperature control to report to the police the electric circuit. Keywords The temperature spreads the feeling machine; MAX6502; MAX6504; 7805; HFC5212. 引言：温度“窗口”是指设备或机房内正常的工作温度范围，例如-5℃~+45℃，当低于-5℃时，即所谓的超限，本电路就是当温度超过上限或低于下限温度时会自动发出“嘟嘟，请注意！”的语言，用以告诫用户。 电冰箱温度控制报警器的电路原理 温度超限报警电路如图所示，它由上下温度检测电路、语言发声电路、音频功放电路和交流降压整流电路等组成。 温度上限监测器由温度开关集成电路MAX6502进行监测，它能将被测物体的温度转换为相应的电信号，当信号电压超过设定的阈值温度（例如55℃）时，温度开关内的电压比较器经比较、判决，由单稳态触发器输出----整形脉冲，并由推挽输出级输出一高电平控制信号，该信号经VD1下限温度监测器由MAX6504承担，当温度降至设定的温度下限值（例如-5℃）时，经MAX6504的温度/电压传感变换，阈值比较，整形 加至发声电后，由推挽输出端（TUNDER）5脚输出一个高电平控制信号，该信号经VD 2的触发端TG，使其触发发声。 路IC 3 IC3采用语言集成电路HFC5212，它内储有“嘟嘟，请注意！”的语言信一经触发即发出该语言信号，触发方式采用高电平，不保持触发方式，音频信号经C1、RP1加至音频功放IC4进行放大。 IC4采用优质高效的小功率双功放集成电路TDA2822，该集成具有电路简单,音质好，噪声低及使用电压范围宽（3V-12V）等优点，语言信号经它放大后，驱动扬声器B 发出“嘟嘟，请注意！”的告警语句，提请用户注意。 MAX6502、MAX6504的工作电压为3.3V-5.5V，HFC5212的工作电压为2.4V-5V，据
温度报警器 课程设计
一、任务技术指标 设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。 基本要求： 1.当温度在15℃～30℃范围内（允许误差±1℃）时，报警器不发声。 2.当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。 3.当温度低于15℃时，报警器发出间歇式声响。 4.可用5～15V 直流稳压电源供电。 5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。 二、总体设计思想 1.基本原理 温度报警器是通过对温度有一定的感应的电阻的阻值的变化，转变为相应的电压的变化，从而通过一系列的电路产生相应信号，输入报警器，从而报警器发出不同的声响。 设计电路的时候，首先要有一个能够测外界温度的电路，测温电路用电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻（要知道它的温度系数），它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生两个固定的温度，可以作为温度的上下限。 然后，把它们的比较结果作为输入进差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，在把差动电路的输出作为滞回比较器的输入，这是为了稳定以下输出，把稳定的信号输入报警器中。这样就可以制作出来一个完整的温度报警器。 温度报警器由感知外部温度的桥式测温电路，差动放大电路，滞回比较器及报警器组成。测温电路由电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻，它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生两个固定的温度，可以作为温度的上下限。然后，把它们的比较结果作为输入进差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，在把差动电路的输出作为滞回比较器的输入，这是为了稳定输出，把稳定的信号输入报警器中。这就是一个完整的温度报警电路。 2.系统框图
温度检测报警器(使用热敏电阻)
单片机与接口技术课程设计 题目：温度检测报警器（使用热敏电阻）班级：10电信本 姓名：廖姝兰 学号：100802038 2013年1月3日
目录 一、设计要求 (3) 二、设计方案 (3) 1、方案与论证 (3) 2、系统原理图 (3) 三、硬件设计 (4) 1、单片机 (5) 2、温度采集电路 (6) 3、A/D转换电路 (7) 4、温度显示电路...................................................................... . (8) 四、软件设计 (9) 1、软件分析 (9) 2、软件设计的任务 (9) 3、主程序流程图 (10) 五、系统测试与分析 (10) 1、模块的功能调试 (10) 2、电脑仿真……………………………………………………………………10. 3、软件与硬件结合调试 (10) 六、设计总结 (11) 附录1：总原理图 (11) 附录2：C51程序 (12) 附录3：元件清单 (14) 参考文献 (15)
一、设计要求 基于A T89C51单片机设计温度检测报警，可以实时采集周围的温度信息进行显示，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。本文介绍的温度报警器以STC89S52单片机为控制核心，再配合热敏电阻PT100温度检测电路、AD0801转换器、单刀双掷继电器、报警电路、复位电路、晶振电路以及2个LED 数码管来实现对环境温度的实时监测，并能在预设的温度范围内用LED显示，同时在超过预设范围时产生报警信号。本文分析了温度传感器的工作原理，系统硬件电路以及软件部分的设计。 二、设计方案 1、方案与论证 方案一：通过PT100热敏电阻对温度进行采，随着温度的变化，PT100的阻值也会随着变化，则通过自制的桥式测温电路的分压也会发生变化，由于变化的分压不是很大，所以采取UA741放大器将变化的电压进行放大，放大到AD0801模数转换器能够处理的范围之内。经模数转换后的温度信号传入到STC89S52单片机，再由单片机控制继电器、蜂鸣器和数码管来实现温度控制、报警、显示的功能。当温度在18度至70度之间时，系统正确显示温度，当温度超出这个范围时系统在显示温度的同时发出警报声。 方案二：主电路由NTC测温电阻，可调温度电位器，低频振荡器和音频振荡器四部分组成，工作原理如下：由电位器设定好温度值,当温度升高时，测温电阻NTC的电阻值降低，达到CD4011输入高电平阀值，导致低频振荡器工作，调制音频振荡器，通过三极管放大，由报警装置发出报警声。 方案三：电路由时基电路、电位器、电阻和热敏电阻RT组成温度检测触发电路。RT是一种负温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而逐渐减小。音响集成电路能产生4种模拟声，即警车声、消防车声、救护车声和机枪声。具体工作过程如下：温度未达到预定值时，无音频信号输出，扬声器无声。当温度升高到预定值时，发出响亮的警车声、消防车声、救护车声和机枪声。 通过对以上三种方案的各个方面的比较.如适用前景和市场经济效益分析来看,选择第一种方案比较合理。 2、系统原理图 见图2-1所示：
温度报警器项目设计方案
温度报警器项目设计方案 一、任务和要求： 1、用压电瓷蜂鸣器作为电声元件； 2、当温度在10℃至30℃围（允许误差±1℃）时报警器不发声响，当温度超过这个围时，报警器 发出声响，并根据不同音调区分温度的高低。即： （1）当温度高与30℃时，报警器发出两种频率交换的“嘀—嘟”声响。 （2）当温度低于10℃时，报警器发出单频率声响。 3、温度传感器输出电压可由直流信号源模拟，以0℃为0mv，温度每上升1℃，递增2mv; 4、设计并制作本电路所用直流电源。 二、设计框图 三、所需仪器设备 1、数字万用表一块 2、双踪示波器一台 3、直流稳压电源一台 4、剪刀、镊子各一把 5、面包板一块 目录
一.设计方案及思路 (5) 1.1整体电路构思 (5) 1.2设计方案一 (5) 1.3设计方案二 (5) 1.4方案的选择 (6) 二.单元电路设计 (6) 2.1.电源电路的设计 (6) 2.2放大器电路的设计 (7) 2.3窗口比较器电路的设计 (9) 2.4、温度报警电路的设计 (10) 三、电路的仿真图及装调和分析 (12) 3.1电源的装调........................................................................‥ (12) 3.2放大和比较电路的装调 (13) 3.3报警电路的装调.....................................................................‥ (13) 3．4整体电路的装调.....................................................................‥ (13) 四、实验结果分析 (13) 五、总结和体会.....................................................................‥ (15) 六、参考文献 (15) 七、附录........................................................................‥ (16)
模电课程设计设计报告--温度检测上下限报警电路
电子信息与工程专业模拟电子技术课程设计 设计报告 2011年7月
模拟电子技术 课程设计报告 课设名称温度检测上下限报警电路学生姓名学号 班级 同组姓名 指导教师叶晓燕 2011 年7月
模拟电子技术 课程设计报告 1．设计课题： 温度检测上下限报警电路 2．课程设计目的： （1）巩固所学的相关理论知识； （2）实践所掌握的电子制作技能； （3）会运用multisim工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计（4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则 （5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题 （6）学会撰写课程设计报告 （7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风. （8）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力 3．系统知识介绍 本设计的工作原理主要分为温度电压转换、信号调理及报警几部分。 本实验由于在仿真时，没有温敏电阻的实际模型，所以用滑动变阻器直接代替温敏电阻的功能进行试验。本设计采用放大电路，将代替温敏电阻的滑动变阻器传送过来的电压进行放大，以便于观察。双限报警部分是采用窗口比较器实现的，设定15℃和30℃对应的电压值为上下限阈值，输入电压与上下限值进行比较，若在这个范围之内，说明室温处于正常状态不警报，若温度低于15℃，则绿灯亮；若温度高于30℃，则红灯亮。 4．电路方案与系统、参数设计； （1）电路系统设计： §1温度电压信号采集 首先，通过代替温敏电阻的滑动变阻器，模仿温度变化温敏电阻阻值的变化，温度升高，温敏
温度报警器 终极版..
温度报警器 参赛者：徐维 65110412 孟小威 65110215 张博 65110206 作品类别：基础电子技术运用类
摘要 在现代化生产中，需要对周围环境的温度进行监测和控制。本小组针对温控报警问题展开思考，设计一个能根据需求在规定温度进行报警并通过液晶显示的装置。该装置使用51单片机，同时运用温度传感器，LCD1602 液晶显示等模块来实现对温度的检测和报警的功能。课题经实验验证达到设计要求，具有一定的实用价值和推广价值。该作品使用液晶显示，可以清晰地显示当前的温度，使使用者使用时不会出错，安全可靠，可用于各种食品储存室，植物养殖所，易燃物品存放处等地方，使用性很高。
目录 引言 一、方案设计1 1、方案选择 2、方案论证确定 二、总体设计 1 三、单元电路（或软件模块）设计 2 四、单元电路测试 6 五、整体测试 8 六、附录 8 七、参考文献 10
一、方案设计 1、方案选择： 为实现温度报警的功能，可用多种方式实现，在此列出三种方案以供选择。 方案一：利用温感电阻，将温度信号转化成电信号，使蜂鸣器发声。 方案二：利用温度传感装置，感应温度并传入STC51单片机，使信号转化，引起蜂鸣器发声。 方案三：对方案二的升级，通过感应温度后，利用STC51单片机使液晶读出温度，使工作人员实现对温度的精确控制，以便调试。 2、方案论证确定： 方案一简单，不需要特定装置，但对温度要求比较严格，无法实现精确控制;方案三和方案二相比有更完善的功能，但方案三能准确读出温度，故选择方案三。 二、总体设计 本装置采用STC51单片机，分成电源模块、温度传感模块、单片机控制模块、蜂鸣器发声模块四部分。 ①电源模块为装置提供5V电压，5V电压用于向单片机控制模块和温度传感模块以及蜂鸣器发声模块供电； ②温度传感模块将温度信号交给单片机处理后，使液晶和蜂鸣器正常实现功能