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摘 要

关键词：DS18B20温度传感器；AT89C51单片机；温度报警

Abstract: In order to achieve high-precision water temperature control, the system design is mainly based on AT89C51 single-chip microcomputer as the main part, using digital temperature sensor ds18b20 and AT89C51 single-chip microcomputer basic system of combining technology, through AT89C51 single-chip microcomputer basic system relay to receive data control signals, so as to achieve the control of water temperature. The design consists of temperature sensor acquisition, key operation, AT89C51 single chip microcomputer control and four-bit digital display circuit. The digital waterproof temperature sensor ds18b20 is used as a temperature detection alarm, the temperature value is displayed through a four-bit led digital tube, and four keys are arranged, so that the upper limit value and the lower limit value of the temperature can be manually set, and then the collected data are stored in the EEPROM of the single chip so as to achieve the function of power-down storage; and when the collected temperature exceeds the temperature setting range, the system can control the buzzer and the corresponding led to emit audible and visual alarm and the operation of the relay. This design has the characteristics of simple circuit structure, high system reliability, small volume, simple operation, and can communicate directly and bidirectionally with the system through various input and output modes to a certain extent.

Key words:DS18b20 waterproof temperature sensor;AT89C51 single chip microcomputer; Temperature alarm

目 录

1 绪论 3

1.1 课题背景 3

1.2 水温控制系统的现状 3

1.3 研究内容 4

1.4 设计要求 4

2 系统总体方案设计 4

2.1 系统总体框架 4

2.2 系统硬件方案的选择 5

2.2.1主控芯片的选择 5

2.2.2显示器件的选择 5

2.2.3温度传感器的选择 6

2.2.4报警模块的选择 6

3硬件电路设计 7

3.1单片机基本系统 7

3.2 DS18B20温度传感器 8

3.3继电器驱动电路设计 9

3.4加热器 10

3.5独立按键电路的设计 10

3.6显示电路 10

3.7报警电路 11

4 系统软件设计 11

4.1 主函数设计 11

4.2 DS18B20温度采集函数的设计 12

5 系统的安装与调试 13

5.1 安装注意 13

5.2 系统的硬件及软件调试 13

结论 15

参考文献 16

致谢 18

附录1 18

附录2 21

1 绪论

现在市面上很多传输系统都是由模拟温度传感器和开关、A/D转换器和单片机构成的，但是这样的设计不仅需要用大量的测量温度的电缆把采集到的温度信号传输到采集卡上，其传输信号还容易受到干扰和消耗，不利于操作者实时控制温度，这样的话不但加大了投资成本，还加大了测量误差。所以，在这次设计我会从成本及简便易操作出发，设计一个能实时控制温度的系统。

温度在整个生态系统中占据着非常重要的地位。无论在工业生产还是日常生活中温度的精准控制都扮演着非常重要的角色。如在工业冶炼、石油石化、医疗工作等多个行业的操作发展中都需要考虑温度因素，家用电热水器、自动饮水机、电磁炉等，都需要用到水温控制系统。因此我们应该设计一个能精确测量温度的温度控制系统，实现温度控制的精确化及自动化.

1.1 课题背景

当今科学网络技术的迅速发展推动着温度控制系统往高精度、价格实惠、集成度高等多方面发展。温度控制系统在生产生活、工农业等多领域的延伸范围非常广阔，特别是为了提高设备的自动化强度而利用单片机改造控制器。

水温控制系统是温度控制的一个子分子，现在水温控制系统大部分采用以AT89C51单片机核心的控制技术，不仅提高了设备的自动化程度又增加了设备的控制精确度。

1.2 水温控制系统的现状

近年来，单片机因自身体积小、价格优良、可靠性高以及指令系统优越的优势，成为很多涉及温度控制操作的设计的首选。因为，将单片机应用于水温控制系统中，提升了水温控制技术。此外该系统由人工自行设定温度范围，不仅可以用于控制水温，还可以应用在对温度有一定范围限制的其他领域，有较好的实用价值。

随着互联网和信息技术的日新月异，工农业温度控制也更多地应用单片机，因此本次设计以51系列单片机来做温度控制基本系统。

1.3 研究内容

设计一个水温控制系统，控制对象为一杯自来水，水温范围可以由人工设定，并能在温度超出设定范围时继电器可做出相应的控制及蜂鸣器发出报警反应，以保持水温在设定范围内。

1.4 设计要求

1. 温度设定范围为16℃~38℃。
2. 尽量减小及避免产生温度误差。
3. LED数码管根据温度传感器采集到的温度信号显示水的实际温度，蜂鸣器能根据水温是否超出设计范围而作出是否报警反应。

2 系统总体方案设计

2.1 系统总体框架

设计以STC89C51为主要控制芯片，DS18B20采集水的实际温度，“感知”水温的变化，，最后将其信息传递给数码管显示出来，有缘蜂鸣器则担当报警工作，当水温超出设定范围时做出报警反应，当水的实际测量温度值小于设定的温度最小温度值时系统“告知”继电器，从而间接控制接在继电器常开端上的加热棒，继电器一开启加热棒就开始工作，继电器关闭加热棒也随之停止加热。当水温超过设定温度上限值时，蜂鸣器就会做出报警反应。

热得棒等加热电器

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