基于单片机四路温度报警系统仿真设计

**单片机设计介绍， 基于单片机四路温度报警系统仿真设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• • 设计思路
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机四路温度报警系统仿真设计概要主要涉及一个使用单片机作为核心控制器的温度监控系统，该系统具备四路温度检测与报警功能。以下是关于该设计的主要内容的概述：

一、设计目的与功能

该设计旨在通过单片机实现四路温度的实时监测与报警功能，以确保在温度超出预设范围时能够及时发出警报。系统能够循环检测四路温度，并在任何一路温度超出设定的上下限时，自动触发报警机制。

二、硬件组成

单片机：作为整个系统的核心控制器，负责接收温度数据、处理数据以及控制报警模块。
温度传感器：选用适当的温度传感器（如DS18B20），用于实时监测四路温度，并将数据传输给单片机。
报警模块：包括声光报警装置，用于在温度超出范围时发出警报。
显示模块：用于实时显示四路温度数据，方便用户监控。
三、软件设计

数据采集与处理：单片机通过I/O端口与温度传感器连接，定时采集温度数据并进行处理，如滤波、转换等。
温度判断与报警：单片机将处理后的温度数据与预设的上下限进行比较，若超出范围，则控制报警模块发出警报。
显示控制：单片机通过显示模块实时更新并显示四路温度数据。
四、仿真环境

采用适当的仿真软件（如Proteus7.4）进行电路设计和仿真。在仿真环境中，建立单片机、温度传感器、报警模块和显示模块的模型，并设置相应的参数和接口。

五、仿真流程与结果分析

初始化仿真环境，设置温度传感器的输入信号和单片机的控制参数。
运行仿真，观察四路温度的实时检测与显示情况。
模拟温度超出上下限的情况，验证报警模块是否能正确触发。
分析仿真结果，评估系统的性能与稳定性。
六、优化与改进

根据仿真结果，对系统进行优化和改进，如调整报警阈值、优化控制算法等，以提高系统的准确性和可靠性。

总之，基于单片机四路温度报警系统仿真设计是一个涉及硬件与软件设计的综合性项目。通过仿真设计，可以验证系统的功能实现和性能表现，为实际应用提供有力支持。

二、功能设计

DS18B20 为数字温度传感器，主要用于组网测温，它是I-Wire 总线通信协议数字式温度传感器，测温范围为-55～125 ℃，分辨率为9～12位 。SJA1000 是PHILIPS 公司生产的符合CAN2.0B 协议的协议转换器. PCA82C250 是CAN 协议控制器和物理总线之间的接口，对总线提供差动发送能力，对CAN 控制器提供差动接收能力，使用PCA82C250 可以增大通信距离、提高系统的瞬间抗干扰能力、保护总线及降低射频干扰. 6N137则是高速光电隔离器件.根据DALLAS 公司提供的DS18B20 资料，每根单线总线上最多可以挂248 个1-WIRE 器件.本系统在实际实验中发现，当1 根单总线上所挂的DS1820 超过8 个时，就需要解决控制节点的单片机对单线总线驱动问题，否则单片机就不能实现对DS18B20 的正确读写.因此在本系统中，每个控制节点1 根单总线接4个DS1820，这样的设计保证单片机对总线的驱动，实现系统的稳定运行。

本设计以AT89S52单片机为控制单元、温度传感器DS18B20为主要检测器件，实现多路温度的测量、显示、存储和报警。本设计使用C语言进行设计开发，采用Proteus7.4进行电路的设计并仿真，实现：四路温度循环检测，超限自动报警还可固定其中一路检测，测量温度的同时，还能记录当时的时间，温度测量范围为 -55℃ ～ +125℃，精度为±0.5℃。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25