智能温度报警系统设计--新(4)

西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文

本系统采用LM2596电源稳压芯片，LM2596是降压型的电源管理集成电路输出+5V电压，具有良好负载调节特性，同时具有优良的线性。内部集成固定150KHz的频率发生器，可以使用小规格滤波器件。

该器件还有自我保护电路，在特定电压下可以保持低误差。在该温度控制系统中，其电源电路设计如下图2-8所示：

图2-8 系统电源模块

2.4.6报警电路

在温度测控报警系统发生故障或者触发报警是，单片机测控系统必须要发出提示使用者的报警信号或者提示音，本设计采用蜂鸣器发声报警的方式。

本系统中的报警电路主要是用来监控当前的水温，当水温超过设定的温度值

时，便发出报警声提示操作者。在本次设计中只采用简单的蜂鸣器来进行报警。

课题中用STC89C52单片机的P1.0接S8550三极管基极输入端。当P1.0输

入高电平时，三极管导通，蜂鸣器两端获得约处罚电压而发出鸣叫；当P1.0输出低电平，三极管截止，蜂鸣器停止发声。由此看出，三极管的作用相当于一个开关。

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蜂鸣器驱动电路如下图2-9所示：

图2-9蜂鸣器驱动电路

若想使蜂鸣器的发音有多重频率，可以使用555定时器设计多谐震荡电路，

使蜂鸣器的发音随着震荡器的频率改变而产生高低不同的报警音。 2.4.7 电路状态显示电路

设计中提到系统中所须的单片机报警电路工作状态用两个发光二极管来模拟。当进行报警温度上下限时，由温度上下限指示灯进行状态显示。外界温度的正负值由正负温度指示灯进行状态指示。若单片机发出启动相应电路的命令，则点亮相关的指示灯表示当时电路状态。课题中用STC89C52单片机的P1.4作为报警指示、P1.6和P1.7作为温度上下限指示P1.2和[1.3作为正负温度指示外接LED表示系统的控制工作状态。要使LED发光，只要在所接I/O口线发出高电平信号即可，所以该部分电路很简单。电路图如图2-10所示：

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图2-10 输出状态显示电路

2.4.8 数码管显示电路

LED是发光二极管的英文缩写。LED显示器是由发光二极管构成的，所以在显示器前面冠以“LED”。LED显示器在单片机系统中的应用非常普遍。LED显示器分为共阴共阳两种。所有的发光二极管阳极连接到一起形成公共阳极，这就是共阳数码管，共阳数码管应将公共阳极接到+5V电源，当某段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管的原理和共阳是一样的，所以不多做介绍。

本课题设计的温度控制系统是采用4位数码管作为显示模块，数码管的段选断接在单片机P0口，位选端接在P2口。由软件实现对数码管的段选位选显示。其接口原理图如下图6所示：

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图2-11 输出显示电路

2.4.9 设计总电路

电路中温度数据采集用DS18B20，当采集温度实时变化，单片机发出相关指令，外围电路执行相应操作。温度值在数码管中实现实时显示。在实现温度控制时，因为最后同样要通过传感器将数据传送至单片机内，发光二极管进行状态显示。本系统中的报警电路主要是用来监控当前的温度，可以使用独立键盘对报警值进行预设值，当温度超过设定的温度上下限值时，便发出报警声提示操作者。在本次设计中采用简单的蜂鸣器来进行报警，当温度回归到正常温度以内，就停止报警。

最终所设计的硬件电路图见附录1所示。

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3 系统软件设计

3.1应用程序模块整体设计

系统的软件编程主要是采用单片机C语言，对单片机进行编程实现系统各项功能。主程序对各模块模块进行初始化操作，而后调用读温度、处理温度、显示、键盘等模块。用的是循环查询方式，来显示和控制温度，主程序调用各个子程序对DS18B20所采集的数据进行实时显示读出与处理,其程序流程如图3-1系统程序流程图。

开始 初始化

显示 计算温度 读温度 启动DS18B20

图3-1系统程序流程图

3.1.1系统资源分配

在控制温度报警系统的整个实时调度过程中，如何合理的利用系统资源是能否提高系统的控制精度和工作效率的关键所在。各种控制任务是以中断方

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