智能温度报警系统设计--新(3)

西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文

10. 有T0、T1、T2三个个16位定时器/计数器

11. 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可

由外部中断低电平触发中断方式唤醒

12. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART 13. 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级） 14. PDIP封装

图2-3 STC89C52RC单片机引脚图

2.4 基于STC89C52RC的温度控制系统的总体设计

2.4.1 系统硬件基本结构

在本次设计中，考虑到完成该项设计的现实条件因素，在进行本系统的设计

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时，着重点在于系统的基本原理及整个思想的体现。因此在设计中，未考虑用于现实工业控制过程中，应有的一些控制机构，如加热、制冷装置以及相关涉及到的驱动电路（弱电驱动强电）等。本次设计采用DS18B20温度传感器采集温度信息。通过软件对温度信号进行分析处理，并发出相应的命令。单片机对外设发出指令，单片机发出启动相应电路的命令，外设执行相应动作。具体电路框图如图2-4所示：

温度传感器 按键设置电路 STC 89C52RC 单 片 机 显示电路 复位电路 报警电路 工作状态指示电路 晶振

图2-4系统硬件电路基本框架

2.4.2 STC89C52的复位电路

在本次毕业设计的温度测控报警系统中，核心原件是STC89C52单片机，这是一种8位增强型51系列单片机。单片机的复位电路可以在在单片机系统运行中，受到干扰出现程序抛费的时候，按下复位键可以将系统复位从头开始执行。其最小系统主要包括：复位电路、震荡电路以及存储器选择模式，其中系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度。频率越大处理速度也越快。 电路如下图2-5所示：

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图2-5 单片机最小系统电路图 2.4.3 键盘电路

键盘是重要的人机交互设备，能够向单片机实时输入数据，是使用者与单片机交流的重要手段。但是消除抖动是使用按键时不可回避的问题。主要有硬件消抖和软件消抖两种方式。

那么如何消除抖动呢？

软件消抖是最常采用的方法。软件来消抖基本思路是：按键按下时对应低电平，执行延时程序若干毫秒的后，确认该按键是否还是低电平，如果仍为低电平，可以确定按键被按下。当按键松开时，行线的低电平为高电平，执行一段延时程

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序后，仍为高电平时，说明按键已经松开。采取以上措施，避开两个抖动时间，从而消除了按键抖动的影响。 键盘接口的工作原理：

键盘接口比较常见的有独立键盘和矩阵键盘。

独立按键键盘：独立键盘的各个按键是独立存在的，每个按键输出接到单片机I/O口上，通过检测电平状态确定哪一个按键被触发。

在按键数量比较多的时候，独立按键需要占用很多单片机I/O口，电路结构也比较繁复。按键较少时才合适用独立按键。本课题所用4个按键来设置温度方式，所以用的就是独立式键盘，所以以下就只介绍几种独立式键盘的接口，行列式键盘接口将不做介绍。

中断方式：当有按键按下的时候，就向单片机发出中断请求，在中断服务程序对按下那个键进行识别。

查询方式：独立按键直接接在单片机I/O口上，通过查询读取各个I/O口的电平状态，即可以识别出按下的键。此外，也可以使用扩展芯片8255A等的扩展I/O口作为独立式键盘的接口电路。

本次设计只用了四个按键。四个独立按键的编码十分灵活简便。以下图2-8为该系统所用的键盘电路：

图2-6键盘电路

在本系统中，由于按键数目较少，（只有五个）而I/O又有空闲，故采用独立式键盘。如上图2-6所示，在系统中按键占用了STC89C52单片机的P2口.。

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2.4.4 温度传感器电路

采用数字温度传感器DS18B20来作为此次毕业设计的温度传感器。DQ端口引脚和共地引脚之间接上拉电阻到P1.1端口。

DS18B20温度传感器是美国达拉斯(DALLAS)半导体公司推出的应用单总线技术的数字温度传感器。该器件将半导体温敏器件、A/D转换器、存储器等做在一个很小的集成电路芯片上。本设计采用此温度传感器出于以下几点原因：

（1） 原件特性：测温范围比较广，从-55℃～+125℃ ，测温精度高，可以达到士0.5℃；转换时间短，12位精度转换时间仅仅需要750ms；可以通过数据线供电，超低功耗工作方式十分的节能环保。

（2） 成本低廉：随着大规模集成电路的迅猛发展，电子元器件体积越来越小，功能越来越强大，夹克越来越低。一支DS18B20的体积与普通三极管相差无几，价格只需要六七元。

（3） 易于使用： DS18B20是单总线器件，CPU与其接口时仅需占用1个I/O端口且一条总线上接挂几十个DS18B20也是可行的，测温时电路十分简单，降低系统的复杂度，大大降低了难度和工作量。

DS18B20温度传感器有三根引脚： DQ为单线数据总线传输端口 ， VDD为外部电源端口， GND为共地端口。DS18B20传感器与单片机的连接采用外部供电的方式，其电路如图2-7所示：

图2-7 温度传感器接口

2.4.5 系统电源电路的设计

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