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1、溫度監控系統項目實現方案 工程實現方案 一、總體方案設計 1.1總體設計思路 本設計以單片機為根底，溫度監控系統大致上可以分為以下幾個步驟： 1.1.1系統分析過程 (1)依據系統的目標，明確所采納溫度監控系統的目的和任務。 (2)確定系統所在的工作環境。 (3)依據系統的工作要求，確定系統的根本功能和方案。 1.1.2系統設計內容 (1)構思設計溫度監控系統的工作流程。 (2)對要求設計的系統進展功能需求分析，考慮多種設計方案，比擬各方案的特點，并確定合理可行的方案，并設計相應的功能構造。 (3)依據系統的掌握要求，選擇適宜型號的芯片及元器件。 (4)設計以單片機為核心的掌握程序。 (5)電2、路板及其構造的設計。 (6)進展系統的調試，完成最終的設計。 1.2總體設計方案設計 本文章版權歸原與原出處全部，由-物業經理人-為您編輯整理。 1.2.1系統框圖 STC89C52 主掌握模塊 DS1302時鐘模塊 1602顯示模塊 電源、串行口模塊 鍵盤模塊 DS18B20溫度采集模塊 報警系統 1.2.2 系統功能 此設計以單片機為核心的溫度監控系統，其功能是：尋常狀態下可以做溫度計使用。 二、系統的硬件構造設計 2.元器件的選擇 2.1單片機的選擇 方案一Microchip單片機是市場份額增長最快的單片機。他的主要產品是16C系列8位單片機，CPU采納RISC構造，僅33條指令,運行速3、度快,且以低價位著稱，一般單片機價格都在1美元以下。Microchip單片機沒有掩膜產品，全部都是OTP器件(現已推出FLASH型單片機)。Microchip強調整約本錢的最優化設計，是使用量大，檔次低，價格敏感的產品。 方案二采納STC89C52單片機作為系統的掌握核心。時鐘功能采納用集成的時鐘芯片來實現，可以使用液晶顯示時間、日期，有著智能化的人機界面。由于使用了單片機，整個系統可編程，系統的敏捷性大大增加。另外，本方案可以便利的實現其他功能的擴展，價格也相當樂觀。 綜上所述我們選擇方案二。 2.2溫度采集模塊的選擇 本局部主要是論證溫度傳感器的選型。傳感器的選擇受到許多因素的影響，首先是4、各種溫度傳感器自身的優缺點，其次是各種不同的環境因素，還有就是系統所要求實現的精度等，所以在不同的設計當中溫度傳感器的選擇也將不同。 方案一熱電偶傳感的原理是將溫度變化轉換為電勢變化。它是利用兩種不同材料的金屬連接在一起，構成的具有熱電效應原理的一種感溫元件。其優點為準確度高、測量范圍廣、構造簡潔、使用便利，型號種類比擬多且技術成熟等。目前廣泛應用于工業與民用產品中。熱電偶傳感器的種類許多，在選擇時必需考慮其靈敏度、準確度、牢靠性、穩定性等條件。 方案二熱電阻傳感器的原理是將溫度變化轉換為電阻值的變化。熱電阻傳感器是中低溫區最常用的一種溫度傳感器。它的主要特點是：測量精度高，性能穩定。其中鉑熱5、電阻的測量精度是最高的，不僅廣泛應用于工業測溫，而且被制作成標準的基準儀。從熱電阻的測溫原理可以知道，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來表現的。因此，熱電阻的引出線的電阻的變化會給測溫帶來影響9。為消退引線電阻的影響，一般采納三線制或四線制。熱電阻測溫系統一般由熱電阻、連接導線、顯示儀表組成。 方案三半導體IC溫度傳感器是利用半導體PN結的電流、電壓與溫度變換關系來測溫的一種感溫元件。這種傳感器輸出線性好、精度高，而且可以把傳感器驅動電路、信號處理電路等，與溫度傳感器局部集成在同一硅片上，體積小，使用便利，應用比擬廣泛的有AD590等。IC溫度傳感器在微型計算機掌握系統中，通常用于室溫6、或環境溫度的檢測，以便微型計算機對溫度測量值進展補償。 方案四隨著科學技術的不斷進步和進展，新型溫度傳感器的種類繁多，應用漸漸廣泛，并且開頭由模擬式向著數字式、單總線式、雙總線式、多總線式進展10。數字溫度傳感器，更因適合與各種微處理器的I/O接口相連接，組成自動溫度掌握系統，這種系統克制了模擬傳感器與微處理器接口時需要信號調理電路和A/D轉換器的弊端，被廣泛應用于工業掌握、電子測溫、醫療儀器等各種溫度掌握系統中，數字溫度傳感器中比擬有代表性的有DS18B20等。電子設計中常用的幾種溫度傳感器的性能、價格等的比照，如表2-1所示： 表2-1傳感器比照表 傳感器 AD590 PT100 DS187、B20 產地 美國 德國 美國 量程 -50+150 -200+450 -55+125 精度 0.3 0.25 0.5 供電電壓 +4V+30V +13V+36V +3.0V+5.5V 輸出信號類型 模擬信號 模擬信號 數字信號 PT100與AD590都不能與單片機的I/O口直接相連，需要設計信號調理電路，A/D轉換電路。而DS18B20是數字溫度傳感器，并且采納單總線技術，使該傳感器不但可以直接與單片機I/O口相連，并且只需要一個I/O就可以連接多個溫度傳感器，實現多點溫度測量與掌握。所以使用數字溫度傳感器DS18B20不但可以節省單片機I/O口，還能使系統設計本錢降低。 2.3時鐘模塊的選8、擇 方案一用根本的門電路來搭建。用根本的門店路來實現時鐘發生器，電路構造簡單，故障系數比擬大，不便利調試。 方案二使用時鐘芯片。目前市場上已有許多實現時鐘的專用芯片，如DS12887、DS1302、DS1307等，芯片內都自帶的時鐘日歷功能，給時鐘系統設計帶來許多的便利。依據我們這次工程的需要，我在這次的設計中選用的DS1302時鐘芯片來實現時間和日期的顯示。 2.4顯示模塊的選擇 方案一使用一般的顯示數碼管顯示。LED數碼管是利用二極管發光顯示數字和字母，具有亮度強、接口簡單和價格優異的特點。但是顯示量有限不能滿意我們這次的設計需求。 方案二采納液晶顯示。液晶顯示具有現實漢字的特點，液晶顯示9、有低功耗，小體積，重量輕，壽命長等優點。而且可以滿意我這次的設計需要，所以我在這次的設計中選擇1602液晶顯示。 2.5鍵盤模塊的選擇 方案一采納獨立式按鍵電路。每個鍵盤單獨占用一個I/O端口，每個I/O口的工作狀態互不影響，此類鍵盤采納直接掃描方式。但是占用的端口數較多。 方案二采納矩陣式鍵盤。此類鍵盤是采納行列的掃描方式，當按鍵較多時可以降低占用I/O扣的數量。 綜上所述選用方案二。 三、硬件電路 3.1電源局部如下圖： 考慮到取電源的便利性，電路的電源局部實行了標準9V電源接口引入然后用LM7805集成穩壓芯片穩壓輸出穩定5V電壓的方案。這種方案最大的好處是節約電源局部的體積，缺點則是無10、法透徹理解電源穩壓的原理及實現方法。 3.2單片機最小系統電路： 該單片機是用AT89C52掌握，簡潔便利。選用的12M的晶振，這是最常用的選擇，外接電容沒有特殊的要求，但是外界的電容大小會影響振蕩器的頻率凹凸、振蕩器的穩定性和起振的快速性，因此我們選用的是30p的電容位起振電容。復位電路位按鍵低電平復位，當按鍵按下，RET端位高電平，當高電平持續的肯定時間就可以是單片機復位。這里尤其要留意的是晶振和電容的位置，它們距離單片機引腳越短越好，由于太長可能無法是單片機起振。另外是EA端肯定要接上電源，是單片機能夠工作。 3.31602顯示沒款的電路連接： 本電路采納了1602液晶顯示，接口簡潔，掌11、握便利。由于本電路占用單片機的I/O口并不多，所以采納了并行接口方式。由于本系統信息顯示量大，所以我們選用LCD1602中文模塊的液晶顯示器。該模塊具有2.75.5V的寬工作電壓范圍，具有睡眠、正常機低功率工作模式，可滿意系統的各種工作電壓及便攜式儀器低功耗的要求。 3.4DS18B20溫度檢測模塊： 如下圖，溫度傳感器采納了DS18B20芯片，它的準確度特別高，完全滿意設計需求。集成溫度傳感器的數據接口直接與單片機的P1.0口相連,且需要加一個10K的上拉電阻。 3.51302時鐘掌握 本設計采納DS1302時鐘芯片。該芯片可以進展時分秒的計數，實時時鐘就有能計算2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的力量，還有閏年調整等力量。 3.5鍵盤模塊： 在本設計中采納的矩陣式鍵盤。此類鍵盤是采納的行列掃描方式，當按鍵較多時可以降低占用單片機的I/O口數目。根據要求設計的是4*4的矩陣鍵盤。 3.7報警模塊 報警系統是當溫度到達肯定溫度的時候，單片時機掌握蜂鳴器發出警報的聲音。 四、電路的原理圖 五、PCB圖 電子11201班：吳意