温度控制系统结项论文.doc

2023年度大学生科研立项项目
结 项 材 料

项目名称：精密仪器超标自动散热系统
项目编号：2023A019
主 持 人: 王进霞
指导教师：周原、郝建华

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第一章 项目结项申请表 - 2 -
第二章 研究报告 - 4 -
一、题目 - 5 -
二、摘要 - 5 -
三、引言 - 5 -
四、正文 - 5 -
1. 设计背景 - 5 -
2. 系统方案 - 6 -
3. 相关技术浅析 - 6 -
第三章 相关研究过程及项目成果 - 9 -
一、大学生科研立项申请书 - 9 -
二、黄淮学院大学生科研立项中期进度报告表 - 14 -
三、实物照片展示 - 16 -
第四章 温度超标自动散热系统的设计 - 19 -
一、系统概述 - 19 -
二、硬件电路设计 - 21 -
1. 电源以及看门狗电路 - 21 -
2. 温度监测电路 - 22 -
3. 温度超标自动报警电路 - 23 -
4. 散热器电路 - 24 -
5. 系统调试 - 25 -
第五章 软件设计 - 25 -
结束语 - 27 -
附录：电路原理图 - 27 -

第一章 项目结项申请表
黄淮学院大学生科研立项校级项目结项申请表
项目名称
精密仪器温度超标自动散热系统
成果形式
1、研究报告 2、实物制作
获奖或应用情况
认真研究本项目，并制作出实物
项目负责人及重要参与人员简况
负责人
姓 名
王进霞
系院
信息工程学院
学号

年级专业
11级电子信息工程
电话

其他重要
参与人
参与名次
1
2
3
4
5
姓 名
王浩
马西闯
刘瑞锋
赵旭
牛晓瑞
年级专业
通信1201B
电信1101B
电信1101B
通信1101B
通信1101B
项目重要成果简介（着重列出重要创新点、应用价值，并列出必要数据）

随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。本设计运用温度传感器，随时监测精密仪器温度，当仪器温度超标时，立即发出警报并立即启动散热设备。该装置重要运用温度传感器、蜂鸣器、单片机以及散热设备实现对精密仪器的控制。这样不仅能减少仪器的温度，更可以随时保护仪器，使其不被损坏。本设计可以推广到恒温室、机电房等地方，方便人们对精密仪器温度的控制，保证了仪器的正常运营。
关于该项目现今已有某些公司或个人开发出来并制作出实物投入使用，从市场调查的结果和消费者的反映可知该科技产品是人们所乐于接受的，它能满足人们的需求，优化人们的生活。

预期计划的完毕情况及存在问题

预期计划的完毕情况：
制作出了实物
存在的问题：
专业知识有限，不能进行更深层次的研究。

指导教师对项目完毕质量及存在问题所给出的意见

评价建议：不结项（ ） 结项（ ） 优秀（ ）

指导教师署名：
年 月 日
学校评审专家组意见：

不结项（ ） 结项（ ） 优秀（ ）

签字：
年 月 日
注：①研究报告、②论文、③图片、④成果证明材料依次附后

第二章 研究报告
精密仪器室温度超标自动散热系统研究报告

姓名： 王进霞
系别：信息工程学院
班级：电信1101班
时间： 2023.5.1

一、题目
精密仪器室温度超标自动散热系统
二、摘要
本设计运用温度传感器，随时监测精密仪器温度，运用温度监控设备随时监测精密仪器温度，当仪器温度超标时，立即发出警报并立即启动散热设备。该装置重要运用温度传感器、蜂鸣器、单片机以及散热设备实现对精密仪器的控制，随时保障精密仪器的安全使用。本设计可以推广到恒温室、机电房等地方。
三、引言
随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。近年来，监测技术在平常生活中应用越来越广泛。本设计本着以人为本、保护仪器、安全健康、创新创意的目的，采用单片机监测技术，随时监测精密仪器温度，这样不仅能减少仪器的温度，更可以随时保护仪器，使其不被损坏。本设计可以推广到恒温室、机电房等地方，方便人们对精密仪器温度的控制，保证了仪器的正常运营。

四、正文
1. 设计背景
随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。在科技不断发展的条件下，人们也越来越重视安全与成本方面的问题，并且现在的电子仪器集成度高，价格昂贵，且易发热，稍有不慎就会导致内部元件烧毁，修理费用高昂，程序繁杂。鉴于此，我们通过对相关方面的市场调查，分析了人们的实际需求，设计研发出一款可以实时监测并及时为发热超标的仪器设备进行降温的温度超标自动降温设备，随时保障精密仪器的安全使用。
2. 系统方案
整个温度超标自动散热系统有温度监测模块 、报警器模块、主控制模块以及散热设备这四大模块组成，以实现对精密仪器的温度控制。
温度检测模块：选用美国DALLAS公司生产的数字温度传感器DS18B20，独特的单线接口方式、测温范围-55℃～＋125℃，工作电源3~5V/DC ；
报警模块：蜂鸣器5V（SOT塑封封装）有源蜂鸣器，长声；
供电模块：供电模块采用220V\50Hz经变压器得到5V直流电给主控模块供电，由主控模块给其他功能模块供电；
主控模块：整合解决控制各功能模块，STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器它带有32个I\O口，三个16位定期器/计数器,4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量二级中断结构），全双工串行口。DC5V供电；
散热设备：采用轴流式散热方式，单片机通过三极管控制继电器，继电器的两个端口接一个5v的直流小电机的正负级。通过温度传感器的测量数据让单片机控制电机的启停。假如检测到温度超过预定的温度上限值，单片机就会立即控制电机运转进行降温。
3. 相关技术浅析
3.1 温度传感器

温度传感器 (temperature transducer)，运用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。
随着科学技术的不断进步与发展，数字温度传感器更因合用于各种微解决器接口组成的自动温度控制系统,具有可以克服模拟传感器与微解决器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等。
DS18B20的测温原理:不同温度下，高温度系数振荡器产生不同的脉冲信号输入到减法计数器b，拟定一个门周期。低温度系数震荡器产生的脉冲信号送至减法计数器a，由于受温度影响小，频率几乎恒定，在一个门周期内，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，即可完毕温度测量。测量前，一方面将-55C相应的基数分别置入减法计数器a和温度寄存器中，当减法计数器a 减到0时，温度寄存器的值将加1，减法计数器a的预置值将重新被装入继续计数，如此循环直到减法计数器b计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，在计数门未关闭的状况下，反复修正减法计数器的预置值，直至温度寄存器值达成被测温度值。

3.2报警器原理

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的，因此需要一定的电流才干驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增长一个电流放大的电路。C52增强型单片机实验板通过一个三极管C8550来放大驱动蜂鸣器。
3.3主控制部分原理
单片机是单片微型计算机的简称。它是一个系统的核心。目前单片机应用系统开始进入软、硬件平台方式的社会化大生产平台开发模式是现代电子产品在现代化大生产方式下产品开发唯一的对的模式。世界上每个大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位，16位，32位。 选择单片机很重要，要符合实情。
89C52单片机是深圳宏晶科技公司生产的兼容8051内核的增强型单片机，工作电压在5.5V~3.4V，工作频率可达40Mhz，并且功耗低，抗干扰能力强，特别是它具有支持在系统可编程（ISP），因此无需价格昂贵的编程器，指令系统和引脚与 MCS一51系列 100％兼容。片内集成有 4kB可编程闪烁存储器，采用电擦除，可反复编程。只需通过串口即可直接下载用户程序，这样便于低端用户的学习与开发。这也是我选择此单片机的最重要因素.

单片机最小系统原理图

3.4散热设备原理

根据安培右手定则，导体通过电流，周边会产生磁场，若将此导体置于另一固定磁场中，则将产生吸力或斥力，导致物体移动。在直流风扇的扇叶内部，附着一事先充有磁性之橡胶磁铁。围绕着硅钢片，轴心部份缠绕两组线圈，并使用霍尔感应组件作为同步侦测装置，控制一组电路，该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流工作。硅钢片产生不同磁极，此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。当吸斥力大于风扇的静摩擦力时，扇叶自然转动。由于霍尔感应组件提供同步信号，扇叶因此得以连续运转，至于其运转方向，可依佛莱明右手定则决定。
通过扇叶的连续运转，带动周边空气的不断流动,从而对其所保护的仪器进行降温，使其温度降到预定值以下，保护仪器,使其不被损坏。

项目类别
项目批准号
A
2023A019

第三章 相关研究过程及项目成果

一、大学生科研立项申请书

项目名称： 精密仪器室温度超标自动散热系统
申 请 人： 王进霞
所在系院： 信息工程学院
专业年级： 电信1101班
联系电话：
指导教师: 周原 郝建华
申报日期： 2023 年 12 月 12 日
第二课堂实践教学指导委员会办公室

承 诺 书

我已经认真阅读了《黄淮学院大学生实践创新活动管理办法》，以及黄淮学院大学生科研立项的其他相关规定,我保证本表各项内容的真实性。假如获准立项，我与本项目组成员承诺严格遵守学校有关规定，保证按计划认真开展研究工作，准时报送有关材料，取得预期研究成果。黄淮学院有权使用本申报书的所有数据和资料。

项目负责人(署名)：
年 月 日

确 认 书

我已经认真评阅了该小组的科研立项申请书以及黄淮学院第二课堂实践教学关于大学生实践创新活动的相关规定。我认为该项目具有一定的创新性、可行性和研究实用价值。假如获准立项，我将认真负责地指导该项目小组成员按规定开展研究工作，保证取得预期研究成果。

指导老师（署名）：
年 月 日

项目名称
精密仪器室温度超标自动散热系统

姓名
学号
所在系（院）
联系电话
署名
项目负责人
王进霞

信息工程学院

项目组成员
王浩

信息工程学院

马西闯

信息工程学院

刘瑞锋

信息工程学院

赵旭

信息工程学院

牛晓瑞

信息工程学院

指导老师情况
姓名
周原
单位
信息工程学院
姓名
郝建华
单位
信息工程学院学工办
申报依据
项目的意义及创新之处（限300字）

项目意义及创新之处：随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。本设计运用温度传感器，随时监测精密仪器温度，当温度超过仪器上限的温度时，立即发出报警信号，并启动相应的降温设备，这样不仅能减少仪器的温度，更可以随时保护仪器，使其不被损坏。本设计可以推广到恒温室、机电房等地方。

该项目研究现状分析（限500字）

关于该项目现今已有某些公司或个人开发出来并制作出实物投入使，从市场调查的结果和消费者的反映可知该科技是人们所乐于接受的，由于它方便了人们的生活，关于该项目的现状我们可以从技术和市场两个方面分析：
1、技术：该项目已经被研制成为实物并且投入使用说明该技术的在理论上的可行性，但是从现在研究出来的结果来看，该项科技还存在很多局限性之处需要人们不断地完善，这也是技术的上不成熟的表现，说明我们有很大的科研空间，这也是该科研成果只是在小范围内试用而没有被广泛试用的因素之一。
2、市场：从调查结果可知该科研成果是被人们所接受的，它能满足人们的需求，优化人们的生活。

研究内容与拟解决问题（限500字）

研究内容：运用温度监控设备随时监测精密仪器温度，当仪器温度超标是立即发出警报并立即启动散热设备。该装置重要运用温度传感器、蜂鸣器、单片机以及散热设备实现对精密仪器的控制。
拟解决问题：
(1)方便人们对精密仪器温度的控制，保证了仪器的正常运营;
(2)解决温度传感器与单片机之间的编码、解码问题；
（3）解决如何运用单片机来控制散热设备、蜂鸣器的问题；

项目研究可行性分析（限800字）

本设计运用温度监控设备随时监测精密仪器温度，当仪器温度超标是立即发出警报并立即启动散热设备。该装置重要运用温度传感器、蜂鸣器、单片机以及散热设备实现对精密仪器温度的控制，随时保障仪器的安全使用。
在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度，温度测量是工业对象中重要的被控参数之一。因此，单片机温度测量则是对温度进行有效的测量，并且可以在工业生产中得到了广泛的应用，特别在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中，担负着重要的测量任务。在平常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。它是科技时代下的产物，是适应现在社会的发展而孕育而生的，是被人们乐于接受的科研成果，由于它正在改变着人们的生活，使人们的生活变的简朴便捷，省去了一些复杂的过程，给消费者和管理者都带来了不可忽视的成就，因此在将来会被人们广泛的接受，但是由于该项目目前还处在试用的阶段还没有真正的进入人们普通的生活中去.，正是由于该项目现在的特殊性质所以在未来会有很广泛的市场，市场需要它我们就可以考虑去研究它，我们可以看到很多科研成果都是根据市场的需要而开发研究出来的。这也是我们认为该项目研究的可行性之一。
在前人的研究基础上通过我们的调查和查阅我们了解到该项目比较适合作为我们现在在校大学生的科研对象，由于该项目不需要多么尖端的技术，对于技术性规定不高，所需要的都是一些比较基本的知识，而这正适合我们大学生的规定。我们现在所需要做的就是运用我们自身学到的知识来完善这项科研的某些方面的局限性，希望通过我们的研究可以使该项科研成果更广泛一点的进入到人们的生活中来。对于我们自身来讲，我们现在所学的知识对于研究该项目刚好符合，我们通过对于该项目的不断进一步研究发现我们完全可以运用我们现在所学的知识以及通过老师的指导来完毕该项科研工作，这也是我们认为该项目科研可行性之二。

计划进度安排
2023年11月至12月：我们项目研究小组针对这一项目做了进一步的探讨，制定具体的工作计划并，对整个工作的进程做一个合理的安排，把每个人的任务分派到位，使科研可以顺利完毕，高效的完毕，进而达成预期的科研预期的目的。同时收集相关的资料，为下一步做好充足的准备。
2023年1月至8月：对于整个科研所需要的资料，做更加具体的准备，充足发挥每个成员的优势，顺利的为进入实际操作做好准备。
2023年9至12月：进入实际操作阶段，对于每一个成员的准备做一个很好的运用，使实际进度按照原定计划进行，顺利完毕中期的检查。
2023年1月——2023年2月：完毕工作，并总结工作中的经验得失，为下次工作做好充足的准备工作。
2023年3月：提交科研成果，接受相关专业人员的验收工作。
预期研究成果形式
1、申请到专利或获得专利申请号
2、制作出实物（小制作、小发明）√
3、调查报告
4、专业论文
5、其他形式 （请注明）
审查意见
（涉及：审查项目的创新点、应用价值、社会意义、可行性等）
指导老师意见

（签字）：      
年    月    日
所在系（院）意见

负责人（签字）： 单位（盖章）     
年    月    日
学校审查意见

单位（盖章）     
年    月    日

二、黄淮学院大学生科研立项中期进度报告表
项目名称
精密仪器室温度超标自动散热系统
项目类别
A
立项编号
2023A019
项目负责人
王进霞
所在系（院）
信息工程学院
联系方式

指导教师
周原
郝建华
项目合作者
王浩 马西闯 刘瑞锋 赵旭 牛晓瑞
研究工作的重要进展和成果（限500字）
重要进展

1、 通过一个时间段的学习，我们小组成员对设计和制作该温度超标自动散热系统即将用到的编程软件keil，以及开发平台硬件单片机都有了更加全面和深刻的了解和结识。学习到了很多就现在所开课程以外的知识，并且现在所学的这些知识能基本上满足该项目的开发所需。

2、 通过查阅资料，我们对该设计的各项功能进行了全面了解和学习，并学会了proteus等仿真软件，并且学会了相关的程序代码的设立与匹配，显然此装置能满足设计需求。

3、 对该设计的硬件电路部分进行了相关的原理仿真，并验证了相关参数的可靠性与可行性。

4、通过这次温度控制系统的设计与制作，带动我们学习了很多新的知识，比如单片机最小系统的搭建、继电器以及电机的驱动电路等专业知识，对单片机外围电路设计有了初步的结识与理解。同时使我们更深的体会到团队合作的高效作用，激发了我们更加进一步的进行学习的爱好。

已取得的标志性成果

1、 完毕了设计的软件编程部分

2、 完毕了设计的硬件组合仿真部分

3、 完毕了设计的部分实物制作

项目未按原计划完毕部分及因素
项目按照计划实行
下一步工作计划及研究内容（限300字）

1、 完毕设计的所有实物制作部分。

2、 完毕设计的整体调试部分，并总结和改正设计中的局限性之处。

3、整理相关的资料，完毕结项任务。
存在的
问题和困难

1、 如何选取更精密的温度传感器

2、 如何实现温度检测与启动散热设备的及时性及准确性

3、如何用最小的成本达成更好的效果
预期结项成果

一个可以投入使用的精密仪器室温度超标自动散热系统
指导老师意见

本项目按照原有计划正在实行，已完毕了软件开发前期的系统的需求分析，总体设计，具体设计，进展顺利。

指导教师签字： 年 月 日
系（院）意见

负责人签字： 年 月 日

三、实物照片展示

系统整体图：

背部电路图：

继电器模块：

散热设备：

第四章 温度超标自动散热系统的设计
一、系统概述
基于单片机的温度超标自动散热系统重要包含DS18B20温度传感器检测电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路等外围电路组成。
硬件方面：重要涉及温度采集电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路等都是由硬件功能来实现的。

软件功能：软件部分重要是程序的设计，它是在硬件电路的基础上实现的。程序设计重要涉及温度采集、蜂鸣器报警、继电器控制等程序的设计。而程序设计是难点，重点在于温度上限的调节和继电器的控制。

初始化

Flag=1?

是
采集温度

判断温度是否将达上限

否

温度将要达上限？
是

是
蜂鸣器报警

判断温度是否超限？

否

是
温度高于上限？

是
继电器、蜂鸣器均不工作
继电器不工作，蜂鸣器报警
继电器工作使电机散热，蜂鸣器报警

温度超标系统的总流程图
二、硬件电路设计
基于单片机的温度超标自动散热系统重要包含输入控制电路、晶振复位电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路、DS18B20温度传感器电路,散热设备电路等外围电路组成。
1. 电源以及看门狗电路
在由单片机构成的系统中，由于单片机的工作有也许会受到来自外界电磁场的干扰，导致程序的跑飞，从而陷入死循环，程序的正常运营被打断，由单片机控制的系统便无法继续工作，这样会导致整个系统陷入停滞状态，发生不可预料的后果，所以出于对单片机运营状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于监测单片机程序运营状态的芯片，俗称“看门狗”(watch dog)。 
加入看门狗电路的目的是使单片机可以在无人状态下实现连续工作，其工作过程如下：看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连，该I/O引脚通过单片机的程序控制，使它定期地往看门狗芯片的这个引脚上送入高电平(或低电平)，这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的，一旦单片机由于干扰导致程序跑飞后而陷入某一程序段进入死循环状态时，给看门狗引脚送电平的程序便不能被执行到，这时，看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号，便将它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号，使单片机发生复位，从而单片机将从程序存储器的起始位置重新开始执行程序，这样便实现了单片机的自动复位。  
通常看门狗电路需要一个专门的看门狗芯片连接单片机来实现，但是这样会给电路设计带来复杂，STC单片机内部自带有看门狗，通过对相应特殊功能寄存器的设立就可实现看门狗的应用。
看门狗具体使用方法如下：在程序初始化中向看门狗寄存器（WDTRST地址是0A6H）中先写入01EH，再写入0E1H。即可激活看门狗。
Org 0000
Ljmp begin
Begin
Mov 0A6H,#01EH ;先送1E
Mov 0A6H,#0E1H ;后送E1
；在程序初始化中激活看门狗。
……
……
For:
……
Mov 0A6H,#01EH ;先送1E
Mov 0A6H,#0E1H ;后送E1
;喂狗指令
……
Ljmp for
在C语言中要增长一个声明语句。
在AT89X51.h声明文献中增长一行 sfr WDTRST = 0xA6;
Main()
{
WDTRST=0x1E;
WDTRST=0xE1;//初始化看门狗。
While (1)
{
WDTRST=0x1E;
WDTRST=0xE1;//喂狗指令
}
}

注意事项：
1． 89C51的看门狗必须由程序激活后才开始工作。所以必须保证CPU有可靠的上电复位。否则看门狗也无法工作。
2． 看门狗使用的是CPU的晶振。在晶振停振的时候看门狗也无效。
3． 89C51只有14位计数器。在16383个机器周期内必须至少喂狗一次。并且这个时间是固定的，无法更改。
4.当晶振为12M时每16个毫秒需喂狗一次。

单片机最小系统原理图 看门狗电路原理图

2. 温度监测电路
数字温度传感器 DS18B20
DS18B20 是美国DALL AS公司推出的单总线数字测温芯片。他具有独特的单总线接口方式 , 仅需使用1个端口就能实现与单片机的双向通讯。采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和温度测量精度。他的工作电压使用范围宽( 3 1 0～5 1 5 V) , 可以采用外部供电方式 , 也可以采用寄生电源方式 , 即当总线DQ为高电平时 , 窃取信号能量给 DS18B20 供电 。他尚有负压特性 , 电源极性接反时 ,DS18B20 不会因接错线而烧毁 , 但不能正常工作 。可以通过编程实现 9～12 位的温度转换精度设立。由表 1可见 , 设定的分辨率越高 , 所需要的温度数据转换时间就越长 ,在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
DS18B20 温度传感器电路图

DS 18B20采用3脚TO - 92封装,形如三极管,同时也有8脚SOIC封装 , 尚有 6 脚的 TSOC 封装。测温范围为- 55～ + 125 ℃,在 - 10 ～85 ℃ 范围内，精度为 ± 0 1 5 ℃ 。每一个 DS 18B20 芯片的 ROM 中存放了一个64 位I D号:前8位是产品类型编号,随后48位是该器件的自身序号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码。又因其可以采用寄生电源方式供电。因此,一条总线上可以同时挂接多个DS 18B20 ,实现多点测温系统。此外用户还可根据实际情况设定非易失性温度报警上下限值T H TLDS 18B20检测到温度值经转换为数字量后 ,自动存入存储器中 ,并与设定值T H或T L进行比较 ,当测量温度超过给定范围时 ,就输出报警信号 ,并自动辨认是高温超限还是低温超限。

DS18B20内部结构图

3. 温度超标自动报警电路
如图所示，蜂鸣器的正极接到VCC（＋5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，三极管的基级B通过限流电阻R1后由单片机的P3.7引脚控制，当P3.7输出高电平时，三极管T1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，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制P3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。
程序中改变单片机P3.7引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。此外，改变P3.7输出电平的高低电平占空比，则可以控制蜂鸣器的声音大小，这些我们都可以通过编程实验来验证。

蜂鸣器电路原理图
4. 散热器电路
有些仪器设备工作时会产生大量的热量，而这些多余的热量不能有快速散去并聚积起来产生高温，很也许会毁坏正在工作的设备，这时散热器便能有效地解决这个问题。散热器的工作原理是热量从发热设备产生传至散热器再传到空气等物质，其中热量通过热力学中的热量传递进行传递。在我们的温度超标自动散热系统整体设计中，散热器设备风扇选用的是小功率的直流电机，单片机通过对温度传感器的数据进行解决分析来决定继电器的通断，进而控制散热风扇的运营。当检测到仪器设备温度超过预定值时，散热设备自动接通运营，通过扇叶的连续运转，带动周边空气的不断流动,从而对其所保护的仪器进行降温，使其温度降到预定值以下，保护仪器,使其不被损坏。

通过继电器控制电机原理图
5. 系统调试
在开始调试过程中发现温度变化不够明显，检测时间太长，使用开水促进温度传感器的测试数据的变化；继电器在工作中不正常，后经检查发现是由于个别管脚接触不良，经解决后反映正常。接入电机电路后发现，电机通断时的电流及电感对单片机导致干扰，于是将电机电路与单片机电路分离，最终整个电路调试成功，达成预期功能。

第五章 软件设计
软件部分重要是程序的设计，它是在硬件电路的基础上实现的。而程序设计是难点，重点在于温度上限的调节以及继电器的实时控制。本系统程序重要涉及主程序、DS18B20初始化、写DS18B20、读DS18B20的程序、温度转化子程序，蜂鸣器报警、继电器控制等等。由于DS18B20与微解决器间采用串行数据传送，在对DS18B20进行读写编程时，必须严格保证初始化及读写时序，否则将无法读取测温结果。

初始化

Flag=1?

是
采集温度

判断温度是否将达上限

否

温度将要达上限？
是

是
蜂鸣器报警

判断温度是否超限？

否

是
温度高于上限？

是
继电器、蜂鸣器均不工作
继电器不工作，蜂鸣器报警
继电器工作使电机散热，蜂鸣器报警

温度超标自动散热系统的总流程图

结束语
本系统是以DS18B20型数字温度传感器作为温度采集单元，单片机AT89S52为数据解决中心，蜂鸣器作为报警单元，加上散热设备构成的，设计难点在于DS18B20工作时序的分析和温度达成上限时及时报警并启动散热设备。系统硬件结构简朴易行，整机可靠性高，控制准确，性能良好，方便人们对精密仪器温度的控制，保证了仪器的正常运营，其市场前景广阔，具有可观的经济效益。

附录：电路原理图

单片机最小系统原理图：

看门狗电路原理图：

温度传感器DS18B20电路原理图：

报警器原理图：

散热设备原理图：