基于STC89C52单片机的温度报警系统的软件设计

陈卓　周瑞乾

摘要：随着电子信息技术的飞速发展，单片机技术已日趋成熟，并广泛应用于人们的日常生活和学术科研当中。本文主要介绍了一种基于STC89C52单片机的温度报警系统，阐述了系统的设计框架和功能，重点对各主要模块的软件设计思想进行了描述和分析，并给出了部分源程序。

关键词：单片机 温度控制 STC89C52

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0189-02

1 系统的设计框架

本系统主选取STC89C52单片机作为中心控制单元，选取DS18B20温度传感器作为温度测量单元，并以按键为输入装置，以蜂鸣器和报警灯为报警装置，用LED数码管来实现温度显示[1]。单片机作为“大脑”实时与温度传感器DS18B20保持着通信状态，不断从DS18B20获取新检测到的数据，并在内部进行分析处理。接通电源以后LED数码管会将处理后的数据以BCD码的形式进行显示和刷新。当检测到的实时温度超出提前手动进行设置的报警值上下限的时候，启动蜂鸣器鸣叫，同时报警灯接通间断性闪烁红光，温度检测精确到小数点后一位有效数字。如果遇到突发性断电，数据不会损坏，而会自动储存与单片机内部EEPROM中。如果长时间处于设置界面而不进行相关键入操作，系统会在15秒之后自动退出设置状态，恢复正常测温状态。

2 主要模块的功能分析

2.1 主控制器模块

采用STC89C52单片机作为整个系统的核心，即主控单元。通过各元件反馈的信息，及时进行处理并将结果再传送到各端口，实现既定的控制功能，以满足所需性能指标。整个系统的功能是通过各个元件独立正常运行来完成的，其中最关键和最复杂的部分要数如何进行温度的自动显示并报警，这就需要依靠一个强大的微处理器。STC89C52芯片是一种低功耗、高性能的CMOS8位微处理器，它继承51系列单片机内核，并在其基础上有了很大改进。具有功能强大的位操作指令，编程自由度高[2]。I/O口均可按位寻址，内部程序存储空间扩展到8K，并带有4K字节EEPROM存储空间。缩小了元件体积，降低了成本，而且价格非常经济，是本设计的理想选择。

2.2 温度测量与显示模块

采用美国DALLAS半导体公司的生产的 DS18B20 进行温度测量。DS18B20 相比于老式温度传感器，最大特色是采用了单总线的数据传输，即仅仅用一根线就可以实现与单片机芯片数据的双向通信[3]。它不同于传统热敏电阻，可直接在检测端将温度转化为成串行数字信号，省去传统的测温方法的很多外围电路。而且可将多个 DS18B20并联至多根线上，实现多点组网功能。且该芯片的性能稳定，元件线性较好。它的测温范围宽，最低至-55℃，最高至+125V℃。在-10℃～+85℃之间精度可达±0.5℃，其可编程分辨率为9～12位，测温精度极高。当分辨率设定为9位时，甚至可以在94ms内实现温度信号到数字信号的转化过程，体现了高速高效性。

采用4位共阳极LED数码管显示温度值，输出信号使用三极管8550进行放大，作为数码管的驱动电路。当位选打开时，将对应码段的数值送入，使对应的数码管接通，而后以BCD码形式将温度显示出来并刷新。

2.3 报警装置模块

采用蜂鸣器与报警灯结合的方式，进行温度报警。在读取DS18B20测量的实时温度值以后，将此数值和预设的报警温度门限进行对比判断。如果当前温度小于报警温度的下限值或大于报警温度的上限值，则启动蜂鸣器和报警灯进行报警。

3 系统的软件设计

系统总流程图如图1所示，本温度报警系统是通过主程序对三大模块程序的调用来实现的，分为温度信号处理程序、数码管显示程序和按键设置报警门限程序等。每个模块独立完成各自的任务。温度信号处理程序是将DS18B20测量的温度数据送入STC89C52处理，进行判断比较。数码管显示程序是把处理以后的结果通过LED数码管以十进制形式显示。按键设定报警门限程序是通过手动按键输入，对报警温度的上下限进行设置，范围可精确到0.1℃。

4 结语

本文从系统的整体结构入手，阐述了基于STC89C52单片机的温度报警系统的工作原理。进而将重点放在主控制器模块、温度测量与显示模块以及报警装置模块三大主要模块的分析和设计上。最后提出了系统的软件设计的要点，并给出了部分模块的源程序，为后续温度报警系统的硬件实现和调试打下了基础。

参考文献

[1]吕俊亚.一种基于单片机的温度控制系统设计与实现[J].计算机仿真，2012（7）：242-245.

[2]江世明.单片机原理及应用[M].上海：上海交通大学出版社，2013（12）.

[3]刘青.DS18B20在粮仓恒温监控系统中的应用[J].自动化应用，2013（7）：70-71.