基于单片机的校园多点温度监控系统设计

张敏菊

摘 要：本文主要介绍了一个基于89S52单片机的校园测温系统，描述了利用数字温度传感器DS18B20来实现智能测温的过程。主要对传感器在单片机下的硬件设计方案进行了分析，该系统可以方便的实现温度采集和显示，并进行报警温度，使用方便。

关键词：单片机；测温系统；温度采集

人们对环境的监测有许多参数，包括温度、湿度、声音等等，其中温度检测在环境检测中占重要位置，而且应用广泛。比如气象预报，温室大棚，医院病房等，与日常生活息息相关。除此之外，在工业控制现场，温度控制同样起着重要作用。所以，研究温度监控系统意义非凡。本文主要论述在校园环境下，校园计算机房，恒温实验室，校园安全监控室等对环境温度有特殊要求的地点，用单片机实现多点温度监控。

1 单片机概述

本系统采用ATMEL公司的AT89s52单片机为控制核心。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有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允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

2 校园多点温度监控系统总体设计思路

系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，单片机主控电路等。其中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同时LED数码管将没有被测温度值显示。

2.1 单片机模块

单片机模块是指以单片机芯片为核心，外加复位电路和晶振电路所构成的基本工作电路。复位电路：由电容串联电阻构成，由图2所示，结合“电容电压不能突变”的性质，可以知道，当系统一上电，RST脚将会出现高电平，并且，这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位。所以，适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。一般推荐C取10u，R取8.2K，当然也有其他取法的，原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平。晶振电路：典型的晶振取11.0592MHz（因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通讯的场合）/12MHz（产生精确的uS级时间，方便定时操作）。单片机：可以采用AT89S51/52或其他51系列兼容单片机芯片。特别注意：对于31脚（EA/Vpp），当接高电平时，单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行；当接低电平时，复位后直接从外部ROM的0000H开始执行。

这个基本电路在很多的设计制作中可以直接使用。

2.2 温度采集模块

这里采用DALLAS公司的数字温度传感器DS18B20作为测温元件。DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20体积小、适用于多种场合。DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。温度测量范围为-55～+125摄氏度，可编程为9位～12位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出：其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生。多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，十分方便。图2给出了一个DS18B20与单片机的连接。

2.3 显示电路

单片机显示方式有静态显示和动态显示2种，动态显示，也称为扫描显示。本文给出的显示器由6个共阴极LED数码管构成。单片机的P0口输出数码管显示段码，由一片74LS245输出给LED管；位码来自单片机的P2口。在显示实时温度时，让数码管根据采集的温度值，对各点的温度每隔一定的时间，轮流在显示屏上显示。

2.4 温度报警电路

当测试的温度超过设定的温度值时，系统会产生报警。报警时单片机产生一定频率的脉冲，由P2.7引脚输出，P2.7外接一只三极管来驱动杨声器发出声音，以便维护，从而达到报警的目的。如图4所示。

2.5 温度监测系统工作过程

DS18B20采集实时温度值，单片机得到数值以后控制数码管显示，当温度值超过上下限时，驱动报警电路，报警器响。

3 结束语

本系统可以检测的温度范围大，实时显示时差短，但是在温度显示部分可以做进一步的优化。在校园多点进行温度监测，有利于校园环境温度的控制，能及时发现校园安全隐患，对校园的实验室，教室、宿舍等多个公共区域的温度进行有效监控，利于试验条件，教学条件，住宿条件等的及时改善，是智能化校园管理的有力措施。

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