本科毕业设计__基于单片机的温度报警器设计(方案)

天津滨海职业学院全日制高等职业教育

毕业实践环节毕业设计（典型性项目）说明书

基于单片机的温度报警器设计（方案）

作者：李佳璐

院系：天津滨海职业学院机电工程系 专业：电子信息工程技术 年级：2012级 学号：20120012113 指导教师：××× 时间：2015年4月

主要内容简介

在农业生产中，温室的温度很难把握。往往超过或低于允许值，致使大批良种的报废，耽误农时，影响生产。这就需要设计一个温度报警器，在环境温度超过一定范围时报警，来提醒使用者。 基于以上背景设计基于单片机的温度报警器。

本设计采用ATMEL公司的ATmega16单片机为硬件核心系统，添加数码管、按键和温度传感器芯片，组成完整的硬件系统。采用C语言为编程语言，进行系统的软件系统开发。通过本系统硬件、软件部分设计完成如下目标:

1、完成系统的硬件部分设计，硬件部分包括电源、显示、按键、温度接口、报警触发等部分设计。在此基础上保证软件功能实现。

2、温度报警器可以通过按键方便设定报警范围。

3、温度报警器通过数码管显示实时显示测量的环境温度。当环境温度温度超出设定范围时，启动报警。

本设计硬件制作方便，通过C语言程序实现软件设计，可移植性强，能够精准的对环境进行温度测量并显示，实用性强。

关键字：M16 ;18B20 ;温度控制;C语言

目 录

一、绪论........................................................................................................................ 4

（一）研究背景与现状......................................................................................... 4 （二）设计内容及要求......................................................................................... 4 二、关键技术简介........................................................................................................ 5 三、M16单片机概述 ................................................................................................... 6

（一）ATmega16 的主要性能 .............................................................................. 6 （二）M16的基本组成及引脚 ............................................................................ 6 （三）M16的引脚基本功能 ................................................................................ 6 （四）外部晶体振荡器......................................................................................... 8 四、温度传感器18B20介绍 ....................................................................................... 8

（一）温度传感器18B20的特性 ........................................................................ 8 （二）温度传感器18B20的基本组成，见下图4所示。 ................................ 9 （三）温度传感器18B20的测温操作 .............................................................. 10 五、硬件设计.............................................................................................................. 12

（一）硬件电路设计........................................................................................... 12 （二）电源和复位电路设计............................................................................... 13 （三） 输入、输出部分设计............................................................................. 14 （四）驱动部分设计........................................................................................... 15 六、软件设计.............................................................................................................. 15

（一）显示部分设计........................................................................................... 15 （二）按键检测设计........................................................................................... 21 （三）1－wire 是一种通讯协议实现 ............................................................... 23 （四）软件总体设计........................................................................................... 27

一、绪论

（一）研究背景与现状

1．在农业生产中，温室的温度很难把握。往往超过或低于允许值，致使大批良种的报废，耽误农时，影响生产。日常生活中，经常要用到高功率电器，但是高功率电器的发热量大，有时候可能引起火灾。等等之类的情况，这就需要一个温度报警器在环境温度超过一定范围时报警，来提醒使用者。经过试用和改进，温度报警器可适用于变压器超温报警、环境温度监测、配电柜温度监测及风扇自动控制、机房、仓库、鱼塘、蔬菜大棚温度监测及报警等等。

2．温度控制器目前普遍采用的几种方法：

方案一：采用单总线的DS1820的温度传感器的控制仪。

方案二：采用集温湿度传感器于一体的SHT11芯片为主要芯片的控制仪。 虽然SHT11是瑞士Sensiri-on公司生产的具有二线串行接口的单片全校准数字式新型相对湿度和温度传感器，可用来测量相对湿度、温度和露点等参数，具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点。但是本设计只对温度控制，设计原理简单，基于经济效益的考虑此次选择传统的模拟式温度度传感器既方案一。 （二）设计内容及要求

1．本温度报警器为超温报警，及高于选定的高温或低于选定的低温均预报警，也就是说温度超过某个选定的温度范围则报警，温度在这个范围内则不报警。外观如图1所示：

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图1 设计外观图

2．使用方法：