单片机智能温度报警系统设计

1系统的总体设计

1.1设计思路

目前市场上有很多关于温度测量及相关附加功能的仪器，但大多技术要求高，成本高，因此设计一款低成本，易于操作，应用广泛的温度报警系统尤为重要。随着微机技术的发展，单片机的应用日益广泛，其功能强大，因此本设计利用单片机结合温度监测计实现相关功能。基于单片机的温度监测结构，是该系统的关键模块，因此必须选择合适的元件，使系统之间相互配合，并且使系统得到稳定的运行。系统总设计主要考虑以下几个方面。单片机的选择，单片机的选择极其重要，如果单片机选择合适则系统就会应用经济，工作稳定。在市场众多款单片机类型中该设计选择了STC89C52单片机，该款单片机是STC公司生产的一种低功耗，高性能的CMOS8位微处理器，共有四组I/O口，内部有三个定时器，拥有灵活的8位CPU和8K可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但与传统的51有很大的改进，构成了单片机的最小系统，缩小了系统体积，降低系统的成本，提高系统的可靠性，既经济又可实现功能。温度传感器，目前市场上常见的有数字温度传感器和模拟温度传感器，本设计采用DS18B20温度传感器，该元件是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，采用数字化测量技术，能够将连续的温度值转换成不连续、离散的数字形式显示，具有精度高，抗干扰能力强等特点，测量范围为－55℃～＋125℃,测量温度分辨率可达0.0625℃，与传统的模拟温度传感器相比，功能更强大。报警系统选择STC89C52单片机上自带的蜂鸣器，该模块可以在单片机内部软件程序设计通过设置相关参数而使蜂鸣器开启与关闭，发出报警信号。利用单片机自带扬声器功能，既可满足系统功能的实现，又可减小系统体积，实现系统的低成本，多功能的特点。

1.2设计方案

系统设计方案如图1所示，系统由STC89C52单片机模块，LCD显示模块，DS18B20温度传感器模块和报警扬声器模块构成。

2系统总体结构分析

整个系统最重要的是单片机主控芯片，温度监测与报警部分，单片机主控芯片相当于该系统的“大脑”，所有元件的信息必须通过反馈给单片机，单片机作出处理，才能实现其他相关的功能。温度的采集通过DS18B20数字温度传感器，该数字传感器的温度测试是通过其结构内部的高低温度系数晶振的震荡频率随外界的温度变化而产生相应的信号，并进行计数，反馈给内部计数门，计数门进行内部处理，如此反复操作，最终得到与所测的温度相似的数值，寄存于内部的温度寄存器。报警扬声器通过单片机内部软件程序设置温度的上下限，当测量温度不在设置范围时，蜂鸣器发出报警声音，同时LCD无数值显示。温度传感器通过对周围温度环境进行测量，并转换成数字信号，将温度测量值传给单片机，温度传感器与单片机的连接只需通过一根端口线与CPU进行通信，采用系统提供的外界电源方式，通信方式遵循单片机内部原则，单片机对温度进行处理，通过内部程序的设置使所测的温度显示于LCD显示屏，工作人员可根据实时监测的数据进行相关操作处理。同时，单片机传给LCD显示屏的温度测量值与内部软件设置的温度值上下限进行比较，当测量值不在设置范围内，该系统发出指令，反馈给蜂鸣器，执行报警操作，同时LCD不再显示所测数据，工作人员可以通过警报系统，及时作出反应，调节温度，并可设置单片机复位命令，使系统重新工作。该系统的设计可实现多点温度检测，达到全方位温度的监测，具有全天候实时监测，测量温度误差比较精确等特点，应用于工农业的温度监测，可降低相应成本，并可通过温度报警作到预防措施，可以减小工农业的损失，因此本设计具有一定的科学性与应用性。

3结束语

基于单片机的温度控制技术在生活中应用广泛，本文通过基于单片机的智能温度报警系统设计方案，用51单片机作为核心处理器，DS18B20作为温度感应器，并通过蜂鸣器作为报警元件，通过测试本设计系统实现了相关模块的要求，达到了预定的效果，并且具有一定的经济价值及实用价值。随着社会的进步，单片机技术的应用将更加广泛，通过微机技术与相关硬件技术的结合，更多新的功能将会出现，因此单片机的发展将会越来越快，应用将越来越广泛。

作者：秦云瑞 单位：西北民族大学