基于单片机智能数字温度采集报警器系统设计

**单片机设计介绍，基于单片机智能数字温度采集报警器系统设计

  基于单片机智能数字温度采集报警器系统设计的核心目标是通过单片机实现温度的实时采集、显示以及超温报警功能。以下是该设计的概要：

一、硬件设计

硬件部分主要包括单片机控制模块、温度采集模块、显示模块以及报警模块。

单片机控制模块：作为系统的核心，负责接收温度采集模块的数据，进行数据处理和逻辑判断，控制显示模块显示温度值，并在温度超出设定范围时控制报警模块发出报警信号。 温度采集模块：采用数字温度传感器（如DS18B20），实时采集环境温度数据，并将其转换为数字信号输出给单片机。 显示模块：用于实时显示当前温度值。可以采用数码管或液晶显示屏等作为显示器件。 报警模块：当温度超出设定范围时，报警模块会发出声光报警信号，提醒用户注意。 二、软件设计

软件部分主要实现温度数据的采集、处理、显示以及报警功能。

温度数据采集：单片机通过读取温度传感器的数据，获取实时温度值。 数据处理与显示：单片机对采集到的温度数据进行处理，并通过显示模块实时显示温度值。 报警功能实现：用户可以通过按键设定上下限温度值。当实时温度超出设定范围时，单片机控制报警模块发出报警信号。 三、功能特点

实时温度采集与显示：系统能够实时采集环境温度数据，并通过显示模块实时显示温度值。 超温报警功能：当温度超出设定范围时，系统会自动发出声光报警信号，提醒用户注意。 上下限温度可设定：用户可以根据需要设定上下限温度值，以满足不同的应用场景需求。 四、拓展应用

该系统还可以进一步拓展其他功能，如温度数据的存储与查询、远程监控等。通过与其他设备的连接和通信，实现更加全面、智能化的温度监测与控制。

综上所述，基于单片机智能数字温度采集报警器系统设计是一个涉及硬件、软件和算法等多个方面的综合性项目。通过合理的硬件选型和软件设计，可以实现温度的实时采集、显示以及超温报警功能，并为后续的拓展应用提供坚实的基础。

一、 概述：

主要实现：实时温度测量及显示，超出温度范围声光报警，上下限温度可通过按键设定等功能。

本数字温度报警器是基于51单片机及温度传感器DS18B20来设计的，温度测量范围0到99.9摄氏度，精度为0.1摄氏度，可见测量温度的范围广，精度高的特点。可设置上下限报警温度，默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃（通过程序可以更改上下限值）。报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值，最高下限报警值等于当前上限报警值。将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能。

二、 功能说明：

1、 开机：打开电源，机器进入初始化状态，此时数码管显示 - - - -；片刻即开始显示当前温度。

2、 查看当前上下限温度范围：按下【S1】键（左边键），数码管闪烁显示Hxxx，H表示上限温度，再次按下【S1】键，数码管闪烁显示Lxxx， L表示下限温度。再按【S1】键时退出设置，数码管显示当前实时温度。

3、 重新设定上下限温度范围：按下【S1】键一次，数码管闪烁显示Hxxx时，此时是设定上限温度，按【S3】键加温度，【S2】键减温度。再按下【S1】键一次，此时是设定下限温度，数码管闪烁显示Lxxx时，按【S3】键加温度，【S2】键减温度。再按下【S1】键一次，设置成功并退出设置。

4、 报警：当检测到当前实时温度高于上限温度值，或者低于下限温度值，系统会自动发出报警，报警为红灯一直闪烁且蜂鸣器随着灯的频率响。除非重设上下限温度范围，否则报警一直持续。

设计思路 文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

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。 ————————————————

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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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