代码收藏家 单片机温度测量报警控制系统设计方案
**单片机设计介绍，基于单片机温度测量报警控制系统设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机温度测量报警控制系统设计概要主要包括系统整体设计、硬件构成、软件编程以及系统测试等方面。以下是对该设计概要的详细阐述：
一、系统整体设计
本设计基于单片机构建了一个温度测量报警控制系统，主要用于实时监测环境温度，并在温度超过预设阈值时自动发出报警信号。该系统集温度检测、数据处理、显示和报警功能于一体，具有结构简单、可靠性高、易于扩展等优点。
二、硬件构成
单片机：作为系统的核心控制器，负责接收温度传感器的信号，进行数据处理，并控制报警电路和显示模块的工作状态。
温度传感器：用于实时检测环境温度，并将温度值转换为电信号输出给单片机。常见的温度传感器有DS18B20、热敏电阻等。
显示模块：用于实时显示当前温度值和报警状态，方便用户了解系统的工作情况。可以选择LCD或LED显示屏。
报警电路：当温度超过预设阈值时，单片机控制报警电路触发，发出声光报警信号。报警电路可以包括蜂鸣器、LED灯等器件。
电源模块：为整个系统提供稳定的工作电压。
三、软件编程
初始化程序：对单片机、温度传感器、显示模块和报警电路进行初始化设置，确保各模块正常工作。
温度采集程序：单片机通过ADC接口读取温度传感器的输出信号，将其转换为数字温度值，并进行必要的滤波和校准处理，以提高温度检测的准确性。
温度判断与报警程序：单片机将实时温度值与预设的报警阈值进行比较，若温度超出安全范围，则触发报警电路进行报警，并更新显示模块的内容以显示报警状态。
按键处理程序：通过按键输入，用户可以设置报警阈值、查看历史温度数据等。
四、系统测试
在完成硬件搭建和软件编程后，需要对整个系统进行测试。测试内容包括：
温度测量精度测试：通过对比标准温度源和系统的温度测量结果，验证系统的温度测量精度。
报警功能测试：在不同温度下测试系统的报警功能，确保报警电路在温度超过阈值时能够准确触发。
显示功能测试：检查显示模块是否能够实时显示当前温度值和报警状态。
稳定性测试：长时间运行系统，观察其是否出现异常情况，以评估系统的稳定性。
五、总结与展望
基于单片机温度测量报警控制系统设计是一个具有实际应用价值的项目。通过合理的设计和测试，可以确保系统具有高精度、高可靠性以及良好的扩展性。未来，随着技术的不断进步和应用需求的增长，该系统有望在工业控制、环境监测等领域得到广泛应用，为人们的生产和生活提供更加便捷、安全的温度控制解决方案。
二、功能设计
在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程
中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温
度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对
应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。
本文采用美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125°C，最高分辨率可达
0.0625C。DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点
本文介绍一种基于STC89C51单片机的温度测量及报警电路，该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围-55℃C-~+125C，使用液
晶模块显示，能设置温度报警上下限。正文看重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，STC89C51
单片机功能和应用。该电路设计合理、功能实用、结构简单
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：QQ_2193276455
