温度报警器课程设计

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1、温度报警器 1 一 温度报警器系统总体设计方案 通过 PT100 热敏电阻对温度进行采集，随着温度的变化，PT100 的阻值也会 随着变化，则通过自制的桥式测温电路的分压也会发生变化，由于变化的分压不 是很大，所以采取 UA741CN 放大器将变化的电压进行放大，放大到 AD0801 模数 转换器能够处理的范围之内。经模数转换后的温度信号传入到 AT89S52 单片机， 再由单片机控制继电器、蜂鸣器和数码管来实现温度控制、报警、显示的功能。 当温度在 18 度至 70 度之间时，系统正确显示温度，当温度超出这个范围时系统 在显示温度的同时发出警报声。系统原理图见图 1-1 所示： 图 1-1

2、温度报警器系统 AT89S52 单 片 机 温度 检测 AD0801 模数转换器 LED 显示 蜂鸣器 继电器 温度报警器 2 二 系统硬件 2.1 单片机 由于温度报警器的核心就是单片机， 单片机的选择将直接关系到控制系统的 工作是否有效和协调。 本设计采用 MCS-51 系列的 AT89S52 单片机， 因为 AT89S52 单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。 8051 包含了 8 位 CPU，片内振荡器，8K 字节 ROM,256 字节 RAM,3 个 16 位定 时器/计数器等。AT89S52 的管脚分配如图 2-1 图 2-1 AT89S52 的管脚分配图 2.2 温

3、度采集电路 2.2.1 PT100 温度传感器 PT100 温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器，主要技术参数如下： 测量范围：-200+850； 允许偏差值：A 级（0.15+0.002|t|） ，B 级（0.30+0.005|t|） ； 最小置入深度：热电阻的最小置入深度200mm； 允通电流5mA。 因为 PT100 是将温度转换为电阻，而单片机处理的为数字电压信号，则要将 电阻转换为电压， 同时对电压信号进行放大后输入 A/D 转换 ADC0801 的 VI+端口。 温度报警器 3 2.2.2 桥式测温电路 桥式测温的典型应用电路如图 2-2 所示 图 2-2 桥式测温电路 测温原理：

4、采用 R1、R2、VR2、Pt100 构成测量电桥（其中 R1R2，VR2 为 100精密电阻） ，当 Pt100 的电阻值和 VR2 的电阻值不相等时，电桥输出一个 mV 级的压差信号， 这个压差信号经过运放 UA741 放大后输出期望大小的电压信 号，该信号可直接连 AD 转换芯片。差动放大电路中 R3R4、R5R6、放大倍 数R5/R3，运放采用单一 5V 供电。 2.3 A/D 转换电路 2.3.1 ADC0801 介绍 ADC0801 是 8 位全 MOS 中速 A/D 转换器、它是逐次逼近式 A/D 转换器，片 内有三态数据输出锁存器，可以和单片机直接口接。其主要引脚功能如下： （

5、1）RD，WR：读选通信号和选通信号（低电平有效） 。 （2）CLK：时钟脉冲输入端，上升有效。 （3）DB0DB7 是输入信号。 （4）CLKR：内部时钟发生器外接电阻端，与 CLKIN 端配合可由芯片自身产 生时钟脉冲，其频率为 1/1.1RC。 （5）CS：片选信号输入端，低电平有效，一旦 CS 有效，表明 A/D 转换器被 选中，可启动。 （6）WR：写信号输入，接受微机系统或其它数字系统控制芯片的启动输入 端，低电平有效，CS、WR 同时为低电平时，启动转换。 (7)INTR：转换结束输出信号，低电平有效，输出低电平表示本次转换已完 成。该信号常作为向微机系统发出的中断请求信号。 （

6、8）CLK:为外部时钟输入端，时钟频率高，A/D 转换速度快。允许范围为 10-1280KHZ，典型值为 640KHZ，此时，A/D 转换时间为 10us。通常由 MCS51 单片机 ALE 端直接或分频后与其相连。当 MCS 单片机与读写外，RAM 操作时，ALE 信号固定为 CPU 时钟频率的 1/6，若单片外接的晶振为 6MHZ，则 1/6 为 1MHZ。 温度报警器 4 2.3.2 A/D 转换电路工作原理 ADC0801 的 A/D 转换结果输出端 DB0DB7 与 8051 的 P0.0-P0.7 相连。RD 与 AT89S52 RD 相连，WR 也是跟 AT89S52 WR 相连。CS、VIN+接地。 （低电平有效） ADC0801 的两模拟信号输入端，用以接受单极性、双极性和差摸输入信号，与 WR 同时为低电平 A/D 转换器被启动切在 WR 上升沿后 100 模数完成转换，转换结果 存入数据锁存器，同时，INTR 自动变为低电平，表示本次转换已结束。如 CS、 RD 同时来低电平，则数据锁存器三态门打开，数字信号送出，而在 R