基于单片机的温度控制及报警系统的设计.doc

摘 要温度检测与控制是工业生产过程中比较典型应用之一，随着传感器在生产和生活中更加广泛应用，运用新型单总线式数字温度传感器实现对温度测试与控制得到更快开发，本文设计了一种基于AT89S52温度检测及报警系统。该系统将单总线温度传感器DS18B20并接在控制器一种端口上,对传感器温度进行循环采集,将采集到温度值与设定值进行比较,当超过设定上限温度时,通过电路给出报警信号。用AT89S52单片机设计温度检测电路是本次设计重要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少一某些，该系统对温度进行了实时采集与检测。文中给出了系统实现硬件原理图及程序设计。经实验测试表白,该系统测量精度高、抗干扰能力强、报警及时精确,具备一定参照价值。该系统设计和布线简朴，构造紧凑，体积小，重量轻，抗干扰能力强，性价比高，扩展以便。 核心词：数字温度传感器；单总线；单片机AT89S52；时钟液晶显示；报警信号ABSTRACTTemperature detection and control of industrial production process，one of the more typical applications，with sensors in production and life is more widely used，using a new single-bus digital temperature sensor to achieve the test and control the temperature more rapidly development，this paper is designed based on AT89S52 temperature detection and alarm systems. The system will be a single-bus temperature sensor DS18B20 and connected to a port on the controller，the temperature sensors on loop collection，the temperature will be collected to compare with the set value，when the temperature exceeds the upper limit set ，through the circuit gives alarm signal. The main content of this design is temperature testing circuit that uses AT89S52 single-chip microcomputer .It is a part of the whole design that cannot be lacked. The system is used to collect and control temperature in real time.In this paper，it gives the system implementation of hardware and program designing. The experimental tests show that this high accuracy，strong anti-interference ability，alarm timely and accurate，with a certain reference value. The system design and layout simple and compact structure，small size，light weight，anti-jamming capability，cost-effective to expand convenience.Key Words：Digital temperature sensor；Single bus；Monolithic Integrated AT89S52；Lcd clock；Alarm signal目 录1绪论11.1课题背景与意义11.2温度检测及国内外报警系统近况11.3温度参数、温度检测、报警系统31.3.1温度范畴31.3.2温度测量31.3.3报警系统32系统总体设计方案43液晶显示电路和时钟电路设计63.1液晶显示模块设计63.1.1TS12864液晶显示屏简述63.1.2TS12864-3重要特性及各引脚功能63.1.3 TS128643液晶显示屏工作原理73.2时钟电路设计73.2.1时钟电路简述73.2.2时钟电路引脚功能及构造83.2.3时钟电路工作原理84报警系统硬件设计和单片机温度控制104.1温度控制系统硬件设计104.1.1主控制单片机104.1.2AT89S52特点104.1.3AT89S52重要功能及特性104.1.4单片机最小系统模块134.2报警系统设计144.2.1报警系统蜂鸣器特性144.2.2报警系统工作原理144.3 DS18B20芯片简介154.3.1温度传感器历史及简介154.3.2DS18B20性能特点及内部构造154.3.3DS18B20工作时序194.3.4DS18B20操作合同214.3.5DS18B20序列号编码234.3.6DS18B20测温原理234.3.8DS18B20在测温系统中应用244.3.9注意事项244.4温度检测模块设计254.5温度控制系统设计265系统调试275.1硬件调试办法275.1.1常用硬件故障275.2软件调试285.3误差分析28结 论29参照文献30附录1：英文资料31附录2：中文资料36附录3：程序40附录4：总原理图56致 谢571绪论1.1课题背景与意义在近四十年时间里，电子计算机发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，特别是随着半导体集成技术奔腾发展，七十年代初诞生了一代新型电子计算机微型计算机，使得计算机应用日益广泛；而单片微型计算机问世，则更进一步推动了这一发展趋势，使计算机应用渗入到各行各业，达到了前所未有普及限度。一种由微电子技术为先导，计算机技术为标志，涉及新材料、宇航、生物工程、海洋工程等各种学科在内新技术革命正在兴起。 在国内，由于单片机具备功能强、体积小、可靠性好、和价格低廉等独特长处，因而，在智能仪器仪表、工业自动控制、计算机智能终端、家用电器、小朋友玩具等许多方面，都已得到了较好应用，因而受到人们高度注重，获得了一系列科研成果，成为老式工业技术改造和新产品更新换代抱负机种，具备辽阔发展前景。随着温度检测理论和技术不断更新，温度传感器种类也越来越多，在微机系统中使用传感器，必要是可以将非电量转换成电量传感器，当前惯用有热电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器等，每种传感器依照其自身特性，均有它自己应用领域。老式继电器调温电路简朴实用 ,但由于继电器动作频繁 ,也许会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用老式PID控制方式,但PID控制对象模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调节不便仍是普遍存在问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路构造更加简朴，并且减少了温度测量转换时精度损失，使得测量温度更加精准。数字温度传感器DS18B20只用一种引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线麻烦，使得单片机更加具备扩展性。由于DS18B20芯片小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小地方，增长了实用性。更能串接各种数字温度传感器DS18B20进行范畴温度检测。1.2温度检测及国内外报警系统近况温度是一种非常重要物理量，由于它直接影响燃烧、化学反映、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就也许引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因而对温度检测意义就越来越大。温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们生活领域中，得到了广泛应用。在工业生产过程中，诸多时候都需要对温度进行严格监控，以使得生产可以顺利进行，产品质量才可以得到充分保证。使用自动温度控制系统可以对生产环境温度进行自动控制，保证生产自动化、智能化可以顺利、安全进行，从而提高公司生产效率。温度采集控制系统是在嵌入式系统设计基本上发展起来。嵌入式系统虽然来源于微型计算机时代，但是微型计算机体积、价位、可靠性，都无法满足广大对象对嵌入式系统规定，因而，嵌入式系统必要走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一种芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展单片机时代。单片机诞生于二十世纪七十年代末，经历了SCM、MCU和SOC三大阶段。在当代化工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是惯用重要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热解决炉、反映炉和锅炉中温度进行检测和控制。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不但具备控制以便、组态简朴和灵活性大等长处，并且可以大幅度提高被控温度技术指标，从而可以大大提高产品质量和数量。因而，单片机对温度控制问题是一种工业生产中经常会遇到问题。同步温度也是生活中最常用一种物理量，也是人们很关怀一种物理量，它与咱们生活息息有关，有着十分重要意义，在工业生产中，温度过高或过低会直接影响到产品质量、对机械设备和控制系统中各种元器件导致一定损坏，严重会影响到生产安全。在寻常生活中，温度过高或过低同样会导致某些不良影响。在实际生产、生活等各个领域中，温度是环境因素不可或缺一某些，对温度及时精准控制和检测显得尤为重要。例如，农业上土壤各个层面上温度将会影响植物生长；在医院监护中也用到温度测量。在工业中，料桶里外上限温度规定不一，以及热解决中工件各个部位温度对工件形成后性能至关重要等等。当代电子工业飞速发展对自动测试规定越来越高。采用单片机对温度进行控制,不但具备控制以便和组态简朴长处,并且可以提高被控温度技术指标。针对以上状况，在控制成本前提下，通过本设计设计一款可以实时检测控制温度，又具备对系统设定不同报警温度温度控制报警系统功能。此系统可以满足当代生产生活需要，效率高，具备较强稳定性和灵活性。因而，在生产和生活中要对温度进行严格控制，使温度在规定范畴内变化。通过本系统提高对于温度控制结识。在学习实践中提高对理论认知能力和动手解决实际问题能力，达到教学实践相结合目。采用先进科学技术，向社会提供各种超值安全设备服务，给顾客带来安全和放心。随着人们生活水平不断提高,单片机控制无疑是人们追求目的之一，它所给人带来以便也是不可否定，其中数字温度计就是一种典型例子，但人们对它规定越来越高，要为当代人工作、科研、生活、提供更好更以便设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。1.3温度参数、温度检测、报警系统1.3.1温度范畴基本范畴0-50精度误差不大于0.5液晶模块直读显示可以任意设定温度上下限报警功能1.3.2温度测量通过DS18B20传感器检测测量温度通过AT89S52单片机进行控制通过用TS12864液晶传送数据实现温度显示1.3.3报警系统温度传感器 DS18B20 从设备环境不同位置采集温度，单片机 AT89S52 获取采集温度值，经解决后得到当前环境中一种比较稳定温度值，再依照当前设定温度上下限值，采集温度经解决后超过设定温度上限时，单片机通过电磁式蜂鸣器和两个发光二极管发出报警信号。2系统总体设计方案依照功能和指标规定，本系统可以从元件级开始设计。设计采用AT89S52单片机作为主控制芯片。按键开关和液晶屏显示屏，4个按键为温度测量电路输入接口。通过扩展必要外围接口电路，实现对温度测量和控制。温度控制电路是通过DS18B20单总线数字温度计温度器实现。温度传感器是一种单总线型温度测量器件,具备直接数字信号,可采用总线供电,在同一根总线上可接各种传感器,构成多点测温网络,是温度场监控系统抱负选取。本系统涉及温度传感器，输出控制模块，数据传播模块，温度显示模块和报警模块。温度传感器为数字温度传感器DS18B20，涉及了A/D转换电路和单总线数据输出电路某些。温度报警计电路设计总体设计方框图如图2-1所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，报警电路采用电磁式蜂鸣器,用LCD液晶TS128643显示屏传送数据实现温度显示。按键输入电路时钟电路复位电路报警电路测温电路显示电路温度控制电路单片机图2-1 总体设计方框图单元模块功能如下：检测电路由温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出一种改进型智能温度传感器，与老式热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可依照实际规定通过简朴编程实现912位数字值读数方式。DS18B20内部构造重要由四某些构成：64位光刻ROM，温度传感器，温度报警触发器TH和TL,配备寄存器。测量温度范畴为 -55C+125C，在-10+85C范畴内,精度为0.5C。精度较差为 2C 。现场温度直接以一线总线数字方式传播，大大提高了系统抗干扰性。显示电路由TS12864液晶显示模块构成。液晶显示（LCD）大体分为笔段型、字符型、点阵图形型等几大类。TS128643液晶显示模块是采用控制芯片ST7920来控制显示。该显示屏可以使用串口和并口两种接线方式。并口可以选取4线和8线两种。为了可以简朴、有效地显示中文和图形，该模块内部设计有2MB中文字型CGROM和64*256点阵GDRAM绘图区域；同步，该模块还提供有4组可编程控制16*16点阵造字空间；除此之外，为了适应各种微解决器和单片机接口需要，该模块还提供了4位并行、8位并行、2线串行以及3线串行等各种接口方式。超温报警主机核心器件是单片机，它是整个系统心脏，由它来接受报警信号并控制协调各功能模块正常工作，考虑到系统功能和经济性因素，采用是当今流行性价比比较高AT89S52。AT89S52是一种低功耗，高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术制造，兼容原则MCS-51指令系统及80C51引脚构造，芯片内集成了通用8位中央解决器和ISP Flash存储单元，功能强大微型计算机AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比解决方案。3液晶显示电路和时钟电路设计3.1液晶显示模块设计3.1.1TS12864液晶显示屏简述液晶显示屏以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧诸多长处，在袖珍式仪表和低功耗应用中得到越来越广泛应用。随着科技发展，液晶显示模块应用前景将更加辽阔。本文将简介点阵图形型带中文库液晶显示屏。TS128643液晶显示模块是采用控制芯片ST7920来控制显示。ST7920是台湾矽创电子公司生产中文图形控制芯片，它是一种内置128*6412中文图形点阵液晶显示控制模块，用于显示中文及图形。该芯片共内置8192个中文中文（16*点阵）、128个字符ASCII字符库（8*16点阵）及64*256点阵显示RAM(GDRAM). 为了简朴、有效地显示中文和图形，该模块内部设计有2MB中文字型CGROM和64*256点阵GDRAM绘图区域；同步，该模块还提供有4组可编程控制16*16点阵造字空间；除此之外，为了适应各种微解决器和单片机接口需要，该模块还提供了4位并行、8位并行、2线串行以及3线串行等各种接口方式。3.1.2TS12864-3重要特性及各引脚功能表3-1 TS128643各引脚功能引脚序号符号电平功能1VSS0V电源地2VDD+5V电源输入3VO液晶显示对比度调节4RS(D/I)H/LH:Display Data,L:Display Instrution5R/WH/LH:读信号，L:写信号6E读写使能7-14DB0-DB7H/L数据总线15PSBH/LH:8位或4位并口方式，L：串口方式16NC17/RESH/L复位端，低电平有效18NC19LED(+)背光源正端（+5V） 20LED(-)背光源负端TS128643是一种图形液晶点阵液晶显示屏，该显示屏可以使用串口和并口两种接线方式。并口可以选取4线和8线两种。可完毕图形显示。也可以显示8*4个（16*16点阵）中文，LED背光 黄绿色。如选用不带中文库TS12864,对于使用某些中文分别提取其字模并以二进制形式保存于内部FLASHROM中。重要技术参数和性质是：电源电压原则值为-0.3+7.0V液晶驱动电压为Vdd-19.0Vdd+0.3V输入电压为-0.3Vdd+0.3工作温度普通在-20+70度存储温度普通在-3080度4具备8位原则数据总线、6条控制线及电源线，可与CPU直接接口，显示各种字符及图形。3.1.3 TS128643液晶显示屏工作原理运用DS18B20数字温度传感器对温度信号进行采集，然后将采集到温度经信号调理电路解决后直接被送到AT89S52中，每隔一段时间进行温度刷新，用TS12864液晶显示屏模块进行温度显示，将采集到温度值与初始设定好最高温度进行比较，如果不不大于最高温度30度，则运用蜂鸣器进行报警。图3-1 TS128643液晶模块电路图依照预先写好信号数据及设定各种控制参数，按照嵌入单片机控制规则进行计算和解决，自动通过液晶模块显示当前温度值及日期时间，通过控制4个按键来进行时间转换和设立。依照当前状态输出正常信号，同步将各种数据通过LCD进行显示监控。3.2时钟电路设计3.2.1时钟电路简述时钟电路可以简朴定义为产生象时钟同样精确振荡电路。任何工作都准时间顺序电路。当前流行串行时钟电路诸多，如DS1302、DS1307、PCF8485等。这些电路接口简朴、价格低廉、使用以便，被广泛地采用。本设计采用时钟电路DS1302是DS1302是美国DALLAS公司推出一种高性能、低功耗、带RAM实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具备闰年补偿功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送各种字节时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一种318用于暂时性存储数据RAM寄存器。DS1302是DS1202升级产品，与DS1202兼容，但增长了主电源/后背电源双电源引脚，同步提供了对后背电源进行涓细电流充电能力。3.2.2时钟电路引脚功能及构造DS1302引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭状况下，也能保持时钟持续运营。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中较大者供电。当Vcc2不不大于Vcc10.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2不大于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有数据传送。RST输入有两种功能：一方面，RST接通控制逻辑，容许地址/命令序列送入移位寄存器；另一方面，RST提供终结单字节或多字节数据传送手段。当RST为高电平时，所有数据传送被初始化，容许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终结本次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运营时，在Vcc2.5V之前，RST必要保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才干将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，背面有详细阐明。SCLK始终是输入端。图3-2DS1302引脚图3.2.3时钟电路工作原理 DS1302与CPU连接需要三条线，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。图3-2示出DS1302连接图，其中，时钟显示用LCD。 DS1302与CPU连接。事实上，在调试程序时可以不加电容器，只加一种32.768kHz晶振即可。只是选取晶振时，不同晶振，误差也较大。此外，还可以在上面电路中加入DS18B20，同步显示实时温度。只要占用CPU一种口线即可。LCD还可以换成LED，还可以使用北京卫信杰科技发展有限公司生产10位多功能8段液晶显示模块LCM101，内含看门狗(WDT)/时钟发生器及两种频率蜂鸣器驱动电路，并有内置显示RAM，可显示任意字段笔划，具备34线串行接口，可与任何单片机、IC接口。功耗低，显示状态时电流为2A(典型值)，省电模式时不大于1A，工作电压为2.4V3.3V，显示清晰。图3-3时钟模块电路图4报警系统硬件设计和单片机温度控制4.1温度控制系统硬件设计本系统重要是基于单片机实现其温度检测和报警功能，其硬件重要设计如下：4.1.1主控制单片机主控单片机采用一片ATMEL AT89S52。依照题目规定，充分运用了单片机灵活控制长处，发挥其优势功能，采用单片机控制显示信号灯，提高了系统灵活性，设立以便。AT89S52芯片自身集成了看门狗（WDT）电路，这是为了系统更加稳定可靠，避免了系统由于死机而停止工作状况发生这种做法对于事实上长时间运营在恶劣状况交通灯控制系统来说是十分必要。它可以完毕自动加载复位，省去人工调节麻烦，可以做到无人职守。AT89S52 是整个系统核心解决器，单片机一方面把通过传感器测到现场温度与预先设立温度进行比较，如果不不大于或不大于预先设立值,就输出信号去控制加热器工作,从而实现温度控制。AT89S52 还负责液晶显示、报警以及与上位机进行通信等工作。4.1.2AT89S52特点AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具备8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 容许程序存储器在系统可编程，亦适常规编程器。在单芯片上，拥有机灵 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效解决方案。AT89S52 具备如下原则功能：8k 字节 Flash，256字节RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定期器，2 个数据指针，三个 16 位定期器/计数器，一种 6 向量 2 级中断构造，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。此外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选取节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，容许 RAM、定期器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一种中断或硬件复位为止。4.1.3AT89S52重要功能及特性重要功能特性如下：l与 MCS-51 单片机产品兼容l8K 字节在系统可编程 Flash 存储器l1000 次擦写周期l全静态操作：0Hz33Hzl三级加密程序存储器l32 个可编程 I/O 口线l三个 16 位定期器/计数器l八个中断源l全双工 UART 串行通道l低功耗空闲和掉电模式l掉电后中断可唤醒l看门狗定期器l双数据指针l掉电标记符引脚功能如下：VCC :电源GND:地P0 口：P0口是一种8位漏极开路双向I/O口。作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。对P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具备内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接受指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1口是一种具备内部上拉电阻8位双向 I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低引脚由于内部电阻因素，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2 分别作定期器/计数器2外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器 2触发输入（P1.1/T2EX），详细如表3-1所示。在 flash 编程和校验时，P1 口接受低 8 位地址字节。表4-1 P1口引脚功能引脚号第二功能P1.0T2（定期器/计数器 T2 外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定期器/计数器 T2 捕获/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系统编程用）P2 口：P2 口是一种具备内部上拉电阻 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低引脚由于内部电阻因素，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强内部上拉发送 1。在使用8 位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2 口输出 P2 锁存器内容。在 flash 编程和校验时，P2 口也接受高 8 位地址字节和某些控制信号。P3 口：P3 口是一种具备内部上拉电阻 8 位双向 I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低引脚由于内部电阻因素，将输出电流（IIL）。P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 编程和校验时，P3 口也接受某些控制信号。RST:复位输入。晶振工作时，RST 脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完毕后，RST 脚输出 96 个晶振周期高电平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上 DISRTO 位可以使此功能无效。DISRTO 默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在普通状况下，ALE以晶振六分之一固定频率输出脉冲，可用来作为外部定期器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为 8EH SFR 第0位置“1”ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行 MOVX 或 MOVC 指令时有效。否则，ALE将被薄弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EHSFR第0位）设立对微控制器处在外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。AT89S52 从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN 将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFH 外部程序存储器读取指令，EA 必要接 GND。为了执行内部程序指令，EA 应当接 VCC。在 flash 编程期间，EA 也接受 12 伏 VPP电压。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路输入端。XTAL2:振荡器反相放大器输出端。4.1.4单片机最小系统模块复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运营基本模块。复位电路普通分为两种：上电复位和手动复位。本设计采用是手动复位。有时系统在运营过程中浮现程序跑飞状况，在程序开发中，经常需要手动复位。AT89S52始终使RST脚接高电平后再悬空，单片机才干正常工作。系统时钟电路设计是采用内部方式，即运用芯片内部振荡电路。AT89单片机内部有一种用于构成振荡器高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件片外晶体谐振器一起构成一种自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器反馈回路中。高频率时钟电路有助于程序更快运营，也有可以实现更高信号采样率，从而实现更多功能。但是对系统规定较高，并且功耗较大，运营环境苛刻。适当频率晶振对于电路精确运营有好处，电容大小会影响振荡器频率高低，振荡器稳定性，起振迅速性和温度稳定性，在本设计中采用11.0592M无源晶振接入XTAL1和XTAL2引脚，并联两个22UF陶瓷电容协助起振。图4-1 单片机系统电路4.2报警系统设计4.2.1报警系统蜂鸣器特性蜂鸣器是一种一体化构造电子讯响器，广泛应用于电子产品中作发声报警。蜂鸣器有两类：一类是压电式，一类是电磁式。压电式蜂鸣器重要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等构成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.515V直流工作电压），多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。本设计使用是电磁式蜂鸣器电磁式。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等构成。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等构成。接通电源后，振荡器产生音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁互相作用下，周期性地振动发声。电磁式蜂鸣器有两种类型：有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。有源蜂鸣器内部带振荡源，无源蜂鸣器内部不带振荡源。有源蜂鸣器工作抱负信号是直流电，无源蜂鸣器工作抱负信号是方波。无源蜂鸣器接直流电是不会工作。有源蜂鸣器直接接上额定电源(新蜂鸣器在标签上均有注明)就可持续发声;而无源蜂鸣器则和电磁扬声器同样，需要接在音频输出电路中才干发声。4.2.2报警系统工作原理蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声，需要一定电流才干驱动它，单片机IO引脚输出电流较小，输出TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因而需要增长一种电流放大电路。S51增强型单片机实验板通过一种三极管C8550来放大驱动蜂鸣器。4-2报警电路原理图如图所示，蜂鸣器正极接到VCC（5V）电源上面，蜂鸣器负极接到三极管发射极E，三极管基级B通过限流电阻R1后由单片机P3.7引脚控制，当P3.7输出高电平时，三极管截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P3.7输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器电流形成回路，发出声音。因而，结合电路咱们可以通过程序控制P3.7脚电平来使它发出声音和关闭。 程序中变化单片机P3.7引脚输出波形频率，就可以调节控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调声音。此外，变化P3.7输出电平高低电平占空比，则可以控制蜂鸣器声音大小，都可以通过编程实验来验证。4.3 DS18B20芯片简介4.3.1温度传感器历史及简介温度测量是从金属(物质)热胀冷缩开始。水银温度计至今仍是各种温度测量计量原则。可是它缺陷是只能近距离观测，并且水银有毒，玻璃管易碎。代替水银有酒精温度计和金属簧片温度计，它们虽然没有毒性，但测量精度很低，只能作为一种概略批示。但是在居民住宅中使用已可满足规定。在工业生产和实验研究中为了配合远传仪表批示，浮现了许多不同温度检测办法，惯用有电阻式、热电偶式、PN结型、辐射型、光纤式及石英谐振型等。它们都是基于温度变化引起其物理参数(如电阻值，热电势等)变化原理。随着大规模集成电路工艺提高，浮现了各种集成数字化温度传感器。4.3.2DS18B20性能特点及内部构造DS18B20是美国DALLAS公司生产单总线数字温度传感器，它具备微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易于与未解决器接口等长处，适合于各种温度测控系统。该器件将半导体温敏器件、A/D转化器、存储器等做在一种很小集成电路芯片上，传感器直接输出就是温度信号数字值。信号传播采用两芯（或三芯）电缆构成单总线构造。一条单总线上可以挂接若干个数字温度传感器，每个传感器有一种唯一地址码。微控制器通过对器件寻址，就可以读取某个传感器温度值，从而简化了信号采集系统电路构造。(1) DS18B20性能特点如下：1) 独特单线接口仅需要一种端口引脚进行通信；2) 各种DS18B20可以并联在惟一三线上，实现多点组网功能；3) 不必外部器件；4) 可通过数据线供电，电压范畴为3.05.5V；5) 零待机功耗；6) 温度以3位数字显示；7) 顾客可定义报警设立；8) 报警搜索命令辨认并标志超过程序限定温度（温度报警条件）器件；9) 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 (2) DS18B20外形及管脚排列如下图4-3：图4-3 DS18B20封装(3) DS18B20内部构造重要由六分构成：1) 64位光刻ROM。开始8位是产品类型编号，接着是每个器件惟一序号，共有48位，最后8位是前56位CRC校验码，这也是各种DS18B20可以采用一线进行通信因素。图4-4DS18B20内部构造2) 非挥发温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入顾客报警上下限值。3) 高速暂存存储，可以设立DS18B20温度转换精度。DS18B20温度传感器内部存储器还涉及一种高速暂存RAM和一种非易失性可电擦除E2PRAM。高速暂存RAM构造为8字节存储器，构造如表4-2所示。头2个字节包括测得温度信息，第3和第4字节TH和TL拷贝，是易失，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配备寄存器，它内容用于拟定温度值数字转换辨别率。DS18B20工作时寄存器中辨别率转换为相应精度温度数值。它内部存储器低5位始终为，TM是工作模式位，用于设立DS18B20在工作模式还是在测试模式。 表4-2DS18B20内部存储器构造Byte0温度测量值LSB（50H）Byte1温度测量值MSB（50H）E2PROMByte2TH高温寄存器-TH高温寄存器Byte3TL低温寄存器-TL 低温寄存器Byte4配位寄存器-配位寄存器Byte5预留（FFH）Byte6预留（0CH）Byte7预留（IOH）Byte8循环冗