环境温度监控报警系统13077.docx
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1、大学生电子子竞赛设计计报告项目名称:环境温度度监控报警警系统组长:王伟伟涛组员:王塨塨、张峰系别:物理理系专业:光电电器件及其其应用方向向指导教师:李清贵完成时间:20155年7月25日摘要:本着着熟悉单片片机编程,系系统设计的的目的,增增强动手合合作能力,选选择了做单单片机实时时温度监控控报警系统统这个实验验项目。本本开放性实实验主要由由AT899C52芯芯片、16602液晶晶显示器、DS18B20数字式温度传感器、蜂鸣器等组成。通过温度传感器实时采集环境温度显示在液晶屏上,并经过单片机处理,设置两个上限温度报警值,本系统可用于智能家居温控报警,车间温控等,具有一定推广价值。关键字:温温度报
2、警 温度上上下限 AT899C52单单片机 液晶LCCD16002 温度度传感器DDS18BB20 Abstrract:In tthe ddesiggn off thee sinngle chipp miccrocoomputter pprogrrammiing, systtem ddesiggn, eenhannce tthe aabiliity tto woork, the choiice oof reeal-ttime tempperatture moniitoriing aand ccontrrol ssysteem off sinngle-chipp miccrocoomputter
3、. Thiss opeen exxperiimentt is mainnly mmade up oof ATT89C552 chhip, 16022 LCDD, DSS18B220 diigitaal teemperraturre seensorr, buuzzerr andd so on. Throough the tempperatture senssors to ccolleect tthe eenvirronmeentall temmperaaturee dissplayy on the LCD screeen, and throough the SCM proccessiing, s
4、et two uppeer liimit tempperatture alarrm vaalue, thee sysstem can be uused for the inteelliggent homee conntroll alaarm, workkshopp temmperaaturee conntroll, wiith ccertaain vvaluee of popuulariizatiion.Key wwordss: teemperraturre allarm Upperr andd lowwer llimitts off temmperaaturee ttempeeratuure
5、ATT89C552 miicroccontrrolleerLCDD LCDD16022 temmperaaturee sennsor DS188B20一、课程设设计任务111.1、功功能介绍11二、系统整整体设计方方案12.1、系系统组成及及功能12.2、系系统框架22三、硬件电电路设计223.1、单单片机模块块33.1.11、AT899C52简简介33.1.22、AT899C52的的资源:443.1.33、引脚说说明43.1.44、单片机机模块电路路设计73.2传感感器模块773.2.11、DS188B20简简介73.2.22、DS188B20引引脚说明883.3、液液晶显示模模块93.3.
6、11、16022LCD液液晶显示屏屏简介93.3.22、16022引脚说明明93.3.33、16022电路设计计10四、软件模模块设计1104.1、主主程序流程程框图1004.2、显显示模块1124.2.11程序编写写说明1224.2.22、显示子子程序1224.3、温温度传感器器模块1334.3.11、程序编编写说明1134.3.22、温度传传感器读取取温度以及及显示温度度的子程序序:15五、结论118六、致谢220七、参考文文献21八、附录2228.1、实实物图2228.2、仿仿真图2338.3、总总程序244一、课程设设计任务1.1、功功能介绍本环境温度度监控报警警系统以SSTC899C
7、52单单片机为核核心,通过过单线数字字温度传感感器DS118B200来进行收收集当前环环境温度,用用矩阵键盘盘输入设置置两个上线线环境温度度值,用11602液液晶显示屏屏显示当前前温度值和和设置好的的两个上线线环境温度度值,用蜂蜂鸣器和LLED灯作作为警报,从从而可以实实现以下功功能:(1)可以以对当前环环境温度进进行测量温温度测量范范围:090摄氏氏度,误差差0.11摄氏度(2)可通通过16002LCDD液晶显示示屏显示出出来当前环环境温度值值和设置的的两个上线线温度值,并并且数值可可以达到小小数点后一一位。(3)可以以通过矩阵阵键盘实时时对两个上上线环境温温度值调控控(4)当环环境温度大大
8、于上限的的较小值时会会亮绿灯并并且蜂鸣器器会做频率率较低的长长声报警,当大于较大值时两灯都会亮并且蜂鸣器会做频率较高的报警。(5)通过过定时器编编一个时钟钟实时显示示当前时间间,当环境境温度大于于上限温度度时会停止止时间,记记下事故发发生时间。二、系统整整体设计方方案2.1、系系统组成及及功能本系统共分分为六个模模块。(1)单片片机模块,这这部分主要要实现数据据的处理,输输出执行,报报警设置功功能(主要要模块)(2)液晶晶显示模块块可以分别别显示实时时温度值,温温度上下限限。(主要模块块)(3)温度度传感模块块的主要功功能是通过过DS188B20的的强大功能能实现对温温度的采集集。(主要模块块
9、)(4)蜂鸣鸣器模块可可以发出报报警声。(5)按键键可以设置置时间和上上限的两个个温度值(6)LEED灯模块块可以显示示报警信号号2.2、系系统框架温度读取液晶显示AT89C52控制器键盘扫描并设置蜂鸣器LED灯图1三、硬件电电路设计本系统由温温度传感器器DS188B20模模块、单片片机AT889C522模块、LLCD液晶晶显示16602模块块、蜂鸣器器模块、LLED灯模模块、键盘盘模块六大大模块组成成,3.1、单单片机模块块3.1.11、AT889C522简介该环境温度度监控报警警系统所用用的单片机机是AT889C522单片机,又图2为AT89C52单片机引脚图,AT89C52是一个低电压,
10、高性能CMOS8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,该型号的单片机是应用量最多最普遍的单片机,它具有性能稳定、抗干扰能力强、性价比高、适应温度范围广、功耗低、体积小的特点广泛应用于各种复杂环境及各电子行业中。AT89CC52有440个引脚脚,32个个外部双向向输入/输输出(I/O)端口口,同时内内含2个外外中断口,33个16位位可编程定定时计数器器,2个全全双工串行行通信口,22
11、个读写写口线,AAT89CC52可以以按照常规规方法进行行编程,也也可以在线线编程。其其将通用的的微处理器器和Flaash存储储器结合在在一起,特特别是可反反复擦写的的 Flaash存储储器可有效效地降低开开发成本因因此我们选选择了ATT89C552单片机机。3.1.22、AT889C522的资源:(1)兼容容MCS551指令系系统(2)8kkB可反复复擦写(大大于10000次)FFlashh ROMM;(3)322个双向II/O口;(4)2556x8bbit内部部RAM;(5)3个个16位可可编程定时时/计数器器中断; 图2(6)时钟钟频率0-24MHHz;(7)2个个串行中断断,可编程程U
12、ARTT串行通道道;(8)2个个外部中断断源,共88个中断源源;(9)2个个读写中断断口线,33级加密位位;(10)低低功耗空闲闲和掉电模模式,软件件设置睡眠眠和唤醒功功能;(11)有有PDIPP、PQFPP、TQFFP及PLLCC等几几种封装形形式,以适适应不同产产品的需求求。3.1.33、引脚说说明(1)P00口P0 口是是一组8 位漏极开开路型双向向I/O 口, 也也即地址/数据总线线复用口。作作为输出口口用时,每每位能吸收收电流的方方式驱动88 个TTL逻逻辑门电路路,对端口口P0 写写“1”时时,可作为为高阻抗输输入端用。在在访问外部部数据存储储器或程序存储储器时,这这组口线分分时转
13、换地地址(低88 位)和和数据总线线复用,在在访问期间间激活内部部上拉电阻阻。在Fllash编编程时,PP0 口接接收指令字字节,而在在程序校验验时,输出出指令字节节,校验时时,要求外外接上拉电阻阻。(2)P11口P1 是一一个带内部部上拉电阻阻的8 位双向向I/O 口, P11 的输出出缓冲级可可驱动(吸吸收或输出出电流)44个TTL 逻逻辑门电路路。对端口口写“1”,通过过内部的上上拉电阻把把端口拉到到高电平,此此时可作输输入口。作作输入口使使用时,因因为内部存存在上拉电电阻,某个个引脚被外部部信号拉低低时会输出出一个电流流(IILL)。与AT889C511 不同之之处是,PP1.0 和P
14、1.1 还可可分别作为为定时/计计数器2 的外部计计数输入(PP1.0/T2)和和输入(P1.1/T22EX)。(33)P2口P2 是一一个带有内内部上拉电电阻的8 位双向I/OO 口,PP2 的输输出缓冲级级可驱动(吸吸收或输出出电流)44 个TTL 逻辑门电电路。对端端口P2 写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16 位地数据存储器(例如执行MOVX DPTR 指令)时,P2 口送出高8 位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器(如执行MOVXRI 指
15、令)时,P2 口输出P2锁存器的内容。(4)P33口P3 口是是一组带有有内部上拉拉电阻的88 位双向向I/O 口。P33 口输出出缓冲级可可驱动(吸吸收或输出出电流)44 个TTL 逻辑门电电路。对PP3 口写写入“1”时时,它们被被内部上拉拉电阻拉高高并可作为为输入端口口。此时,被被外部拉低低的P3 口将用上上拉电阻输输出电流(IIIL),P3 口除除了作为一一般的I/O 口线线外,更重重要的用途途是它的第第二功能,P3 口口还接收一一些用于FFlashh闪速存储储器编程和和程序校验验的控制信信号。(5)RSST复位输入。当当振荡器工工作时,RRST引脚脚出现两个个机器周期期以上高电电平将
16、使单单片机复位位.(6)ALLE/PRROG当访问外部部程序存储储器或数据据存储器时时,ALEE(地址锁锁存允许)输输出脉冲用用于锁存地地址的低88 位字节节。一般情情况下,AALE 仍仍以时钟振振荡频率的的1/6 输出固定定的脉冲信信号,因此此它可对外外输出时钟钟或用于定定时目的。要要注意的是是:每当访访问外部数数据存储器器时将跳过过一个ALLE 脉冲冲。(7)PSSEN程序储存允允许(PSSEN)输输出是外部部程序存储储器的读选选通信号,当当AT899C52 由外部程程序存储器器取指令(或或数据)时时,每个机机器周期两两次PSEEN 有效效,即输出出两个脉冲冲。在此期期间,当访访问外部数数
17、据存储器器,将跳过过两次PSSEN信号号。(8)EAA/VPPP外部访问允允许。欲使使CPU 仅访问外部部程序存储储器(地址址为00000HFFFFFHH),EAA端必须保持持低电平(接接地)。需需注意的是是:如果加加密位LBB1 被编编程,复位位时内部会会锁存EAA端状态。如如EA端为为高电平(接接Vcc端),CCPU 则则执行内部部程序存储储器中的指指令。Fllash存存储器编程时,该该引脚加上+12V 的编程允允许电源VVpp,当然这必必须是该器器件是使用用12V编编程电压VVpp。(9)XTTAL1振荡器反相相放大器及及内部时钟钟发生器的的输入端。(10)XXTAL22振荡器反相相放大
18、器的的输出端。 图33.1.44、单片机机模块电路路设计AT89CC52单片片机接线图图如下图22P0接液晶晶数据口,P2.2和P2.3接2个发光二极管,P3接8个按钮,P2.4接蜂鸣器,P2.5接继电器,P2.6接液晶的RS,P2.7接液晶的EN,P1.2接温度传感器,其他按单片机最小系统连接。3.2传感感器模块3.2.11、DS118B200简介采用DALLLAS最最新单线数数字温度传传感器DSS18B220。新的的“一线器件件”体积更小小、适用电电压更宽、更更经济。一一线总线独独特而且经经济的特点点,使用户户可轻松地地组建传感感器网络,为为测量系统统的构建引引入全新概概念。DSS18B2
19、20“一线总线线”数字化温温度传感器器也支持“一线总线线”接口,测测量温度范范围为 -55CC+1225C,在在-10+85C范围内内,精度为为0.5C。现场场温度直接接以“一线总线线”的数字方方式传输,大大大提高了了系统的抗抗干扰性。适适合于恶劣劣环境的现现场温度测测量,如:环境控制制、设备或或过程控制制、测温类类消费电子子产品等。DDS18BB20的特特性:DSS18B220可以程程序设定9912位位的分辨率率,精度为为0.5C。可选更小小的封装方方式,更宽宽的电压适适用范围。分分辨率设定定,及用户户设定的图图4报警温度存存储在EEEPROMM中,掉电电后依然保保存。DSS18B220的性
20、能能是新一代代产品中最最好的!性性能价格比比也非常出出色!继“一线总线线”的早期产产品后,DDS18220开辟了了温度传感感器技术的的新概念。DDS18BB20使电电压、特性性及封装有有更多的选选择,让我我们可以构构建适合自自己的经济济的测温系系统。3.2.22、DS118B200引脚说明明DQ:数字字信号输入入输出端端。GND:电电源地端。VDD:外外接供电电电源输入端端(在寄生电电源接线时时此脚应接接地)。3.2.33DS188B20引引脚电路设设计图53.3、液液晶显示模模块3.3.11、16002LCDD液晶显示示屏简介采用LCDD16022液晶显示示模块,有有体积小、功功耗低、显显示
21、内容丰丰富、超薄薄轻巧等优优点,在袖袖珍式仪表表和低功耗耗应用系统统中得图66到广泛的应应用。目前前字符型液液晶显示模模块已经是是单片机应应用设计中中最常用的的信息显示示器件。它它可以显示示两行,每每行16个个字符,采采用单55V电源供供电,外围围电路配置置简单,价价格便宜,具具有很高的的性价比。3.3.22、16002引脚说说明1602采采用标准的的16脚接口口(1)第11脚:VSSS为电源地地(2)第22脚:VDDD接5V电源正正极(3)第33脚:V0为液晶晶显示器对对比度调整整端,接正正极时对比比度最弱,接接地电源时时对比度最最高。(4)第44脚:RS为寄存存器选择,高高电平1时选择数数
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