基于51单片机的温度测量报警系统的设计与制作

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基于51单片机的温度测量报警系统的设计与制作

2024-07-09 23:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

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文章目录前言一、实习目的二、实习任务2.1 设计温度测量报警系统硬件电路2.2 温度测量报警系统软件编程、仿真与调试；2.3 完成温度测量报警系统的实物制作与调试；三、实习内容及实习成果3.1 温度测量报警系统的功能要求3.2 温度测量报警系统的设计方法 3.3 温度测量报警系统的设计过程3.3.1 proteus仿真原理图3.3.2 程序设计 3.4 温度测量报警系统的实习成果3.4.1 仿真结果3.4.2 实物结果四、总结实验参考资料（gitee）

前言

该系统通过使用keil5和Proteus软件，最终在硬件上实现一个温度检测报警的小项目（只使用Proteus进行模拟仿真也是可以实现的）

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、实习目的

1、掌握51单片机应用编程及调试； 2、掌握Proteus电路图设计与仿真； 3、掌握数字温度传感器DS18B20的使用； 4、掌握单总线协议的基本特点及通信过程，并掌握单片机IO端口模拟单总线时序控制程序； 5、培养综合运用知识的能力和工程设计的能力。

二、实习任务 2.1 设计温度测量报警系统硬件电路

(1) 进行元器件正确选型； (2) 在proteus中完成各模块电路和系统电路的设计； (3) 在Proteus中进行电路仿真与测试；

2.2 温度测量报警系统软件编程、仿真与调试；

(1) 基于Keil完成温度计测量、显示、报警和上下限设定等功能的实现； (2) 进行软件仿真与调试；

2.3 完成温度测量报警系统的实物制作与调试；

(1)进行温度计的实物焊接； (2)实际测试，并最终调试完成作品。

三、实习内容及实习成果 3.1 温度测量报警系统的功能要求

单片机通过实时检测温度传感器DS18B20芯片的状态，并将DS18B20芯片得到的数据进行处理。上电之后数码管显示当前的环境温度，并且蜂鸣器响一下，提示开机。S1作为复位按键，S2和S3作为温度调整按键，S4作为模式选择按键，按下之后可以选择调整温度上限H或者下限L，第三次按下时，数码管恢复显示实时温度。当检测到的温度高于或者低于设置的报警值的时候，蜂鸣器报警同时报警灯闪烁，温度检测精确到0.1度。数据保存在单片机内部EEPOM中。

3.2 温度测量报警系统的设计方法

首先对于以下六个模块进行proteus硬件设计。在硬件原理图完成之后，按照模块进行软件设计。软件设计之后，将程序加载到proteus中进行模拟仿真，测试程序是否能够正常实现所预期功能。实现预期功能之后，就可以进行实物焊接，最后将程序烧录进实物中，再次进行调试。最终达到预期目标。设计流程

3.3 温度测量报警系统的设计过程 3.3.1 proteus仿真原理图

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3.3.2 程序设计 #include //调用单片机头文件 #define uint unsigned int typedef unsigned char uchar; uint Sign_Negative = 0; //默认为正数 //数码管段选定义 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H L uchar code smg_du[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x89,0xC7}; //段码 //数码管位选定义 uchar code smg_we[]={0x10,0x20,0x40,0x80}; uchar dis_smg[4] = {0}; sbit DQ = P2^4; //18b20 IO口的定义 sbit beep = P2^3; //蜂鸣器IO口定义 uint temperature ; // bit flag_300ms=1 ; uchar menu_1; //菜单设计的变量 uint t_high = 450,t_low = 150; //温度上下限报警值 /***********************1ms延时函数*****************************/ void delay_1ms(uint q) { uint i,j; for(i=0;i= 1; } } /*************读取18b20内的数据***************/ uchar read_18b20() { uchar i,value; for(i=0;i>= 1; //读数据是低位开始 DQ = 1; //释放总线 if(DQ == 1) //开始读写数据 value |= 0x80; delay_uint(5); } return value; //返回数据 } /*************读取温度的值读出来的是小数***************/ uint read_temp() { uint wendu = 0; uchar low = 0; uchar high = 0; init_18b20(); write_18b20(0xcc); //跳过64位ROM write_18b20(0x44); //启动一次温度转换命令 delay_uint(50); init_18b20(); //初始化18b20 write_18b20(0xcc); //跳过64位ROM write_18b20(0xbe); //发出读取暂存器命令 low = read_18b20(); high = read_18b20(); wendu = high; wendu 990) t_high = 990; } if(key_can == 3) { t_high -- ; //温度上限值减1 if(t_high = t_high) t_low = t_high - 1; } if(key_can == 3) { t_low -- ; //温度下限值减1 if(t_low = 100 && temperature =10 && = 150) { value = 0; flag_300ms = 1; } } 3.4 温度测量报警系统的实习成果 3.4.1 仿真结果

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3.4.2 实物结果

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四、总结

本次实验遇到三个问题。第一个问题：数码管不能正确显示数字。最后发现，是码表与数码管不匹配造成的。在我完修改码表之后，问题得到解决。第二个问题：在于温度转换的计算。我一直算出来的值，与标准值0.0625差距很大。最后通过老师的讲解，发现自己进制没有转换对，导致自己算出来的值不对。第三问题：当我按下按键之后，温度调整太快。最后我通过给按键处理数码管显示函数加入松手检测程序，从而解决了这个问题。设计的不足之处：按一下每次只能加减0.1的数值。设置的温差如果小，按下的次数还比较轻松。倘若要调节10度，那就要按下100次。这个着实让人头疼。因此，我又给它加入了一个延时函数。倘若按下的时间超过2ms，那么设置的温度上限，就会快速增加。减也是如此。我思考之后，发现非常的合理，最后通过修改代码，成功完成这个按键模块的优化。

实验参考资料（gitee）

程序和代码： https://gitee.com/shiguangliushui/Temperature-measurement-alarm-system.git

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