基于AT89C51的自動溫度測量報警系統(tǒng)設(shè)計

　　外界環(huán)境中的溫度被溫度傳感器所采集，溫度傳感器會將此時的溫度轉(zhuǎn)換成電壓值，該電壓值經(jīng)過匹配后送入A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)送入單片機進(jìn)行處理。單片機按照編制好的程序進(jìn)行處理，如果確實此時的溫度超過了人們憑借經(jīng)驗設(shè)定的閾值，單片機將通過指令使P0.0、P0.1兩口輸出為高電平(約為+5 V)，使得揚聲器與發(fā)光二極管產(chǎn)生報警信號。該部分的電路設(shè)計如圖4和圖5所示。

　　2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　為了便于程序的修改，將系統(tǒng)按照模塊化的方法進(jìn)行設(shè)計。該系統(tǒng)由溫度采集、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、報警輸出4個模塊部分組成。溫度采集是由溫度傳感器LM35完成，A/D轉(zhuǎn)換和報警輸出是由單片機進(jìn)行控制的。而數(shù)據(jù)處理部分則是單片機接收到A/D轉(zhuǎn)換器送來的數(shù)據(jù)后，在單片機內(nèi)部完成的，其結(jié)果將決定報警輸出模塊是否工作。

　　系統(tǒng)的工作流程是：LM35采集溫度，并且將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號：A/D轉(zhuǎn)換將線性放大后的模擬電信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，使之成為單片機能夠處理的數(shù)字信號;單片機通過處理轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號來分析采樣的溫度值，并將分析結(jié)果送到報警輸出電路中;報警輸出電路根據(jù)分析的結(jié)果做出相應(yīng)的反應(yīng)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計流程圖如圖6所示。

　　2.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊

　　A/D轉(zhuǎn)換器在啟動之前需要對其進(jìn)行初始化，否則會影響后面的使用。根據(jù)圖2的連接方式，初始化時將單片機的P1.4口置1，然后軟件啟動一次轉(zhuǎn)換過程即可。在轉(zhuǎn)換的過程中。由于任何A/D轉(zhuǎn)換器都會有一定的轉(zhuǎn)換時間，所以在轉(zhuǎn)換時要設(shè)置一定的延時，并且該延時要略長于器件的轉(zhuǎn)換時間。由于 AD1812的轉(zhuǎn)換時間約為2.3 μs，在程序中可以將延時設(shè)置為3μs，以保證轉(zhuǎn)換過程的順利進(jìn)行。

　　2.2 中央處理模塊

　　這部分模塊的軟件設(shè)計主要包括單片機對A/D轉(zhuǎn)換模塊的控制、單片機處理送來的數(shù)據(jù)以及單片機對報警系統(tǒng)的控制3大部分。

　　對A/D模塊的控制主要包括對AD7812進(jìn)行有關(guān)控制字的寫入以及對P1口的引腳的置位與清零操作;數(shù)據(jù)處理部分主要是將外界溫度轉(zhuǎn)換過來的電壓值與預(yù)先的經(jīng)驗閾值進(jìn)行比較，進(jìn)而決定是否啟動報警系統(tǒng);報警系統(tǒng)的設(shè)計則是根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果對P0口進(jìn)行清零或是置位，來啟動或停止報警電路。

　　3 結(jié)束語

　　本文主要設(shè)計了一種自動溫度測量報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計主要基于AT89C51單片機，中央處理單元與外圍擴展模塊的構(gòu)造簡單，整個系統(tǒng)實現(xiàn)成本較低。由于LM35是采用單電源供電方式，因此該系統(tǒng)只能夠在5～150℃的范圍內(nèi)工作，可以作為常溫下的報警裝置使用，尤其是在一些對溫度較敏感的電氣設(shè)備內(nèi)部，可以起到防止設(shè)備故障的作用，故而具有一定的實用價值。在設(shè)計中沒有使用并口的A/D轉(zhuǎn)換AD0 809而是使用了串口轉(zhuǎn)換的AD7812為單片機節(jié)約了許多端口資源，可以利用這些資源擴展LED或LCD顯示系統(tǒng)，也可制成溫度的測量與報警系統(tǒng)，使其功能更加完善。