劉鑫 劉浩 王昊 王嘉雯 何依婷 馬羿楊 龔浩然

摘?要：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)觸及到我們的生活，而且已經(jīng)成為一門(mén)比較炙手可熱的技術(shù)。本論文將介紹一門(mén)基于AT89C51單片機(jī)芯片的一個(gè)輪胎溫度過(guò)高報(bào)警器，當(dāng)溫度達(dá)到85攝氏度，蜂鳴器會(huì)報(bào)警且LED燈會(huì)不停的閃爍。本文詳細(xì)介紹了此次設(shè)計(jì)的詳細(xì)過(guò)程，本文所用到的儀器價(jià)格低但是效果好。

關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī);數(shù)碼管（共陽(yáng)）;溫度計(jì)DS18B20;蜂鳴器

1 設(shè)計(jì)目的，要求與材料選擇

1.1 設(shè)計(jì)目的

為了提醒駕駛員當(dāng)溫度升高到輪胎要爆炸時(shí)可以讓駕駛員知曉。

1.2 設(shè)計(jì)要求

溫度超過(guò)85攝氏度報(bào)警和顯示當(dāng)前溫度。

1.3 單片機(jī)的選擇

AT89C51單片機(jī)是一種功能作用較高、功率的損耗比較低、是一個(gè)8位CMOS單片微型計(jì)算機(jī)。閃爍存儲(chǔ)器，它由一個(gè)可擦可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。既具有可擦可編程只讀程序存儲(chǔ)器技術(shù)一樣的可編程控制能力，又帶有像EEPROM的電可擦除操作性能，而且同時(shí)還具有訪問(wèn)速度較快等特點(diǎn)。因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)使AT89C51單片機(jī)高可靠性，實(shí)時(shí)性，速度快，沒(méi)有電也不會(huì)丟失，價(jià)格和性能比同類(lèi)芯片高得多。它與51單片機(jī)的指令信息系統(tǒng)可以兼容，單片機(jī)片內(nèi)FPEROM允許對(duì)程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)在線編輯進(jìn)行不斷重復(fù)使用編譯，也可用一個(gè)常規(guī)的可擦可編程只讀存儲(chǔ)器編程器編程。一般EEPROM字節(jié)寫(xiě)入時(shí)間和擦除時(shí)間基本上是約10毫秒，對(duì)于任何實(shí)時(shí)系統(tǒng)，這是不可能在短的時(shí)間內(nèi)完成。這就更顯示出了單片機(jī)at89C51芯片的優(yōu)越性。此外，所提供的AT89C51兩種方式：靜態(tài)邏輯，另一模式省電模式。AT89C51芯片其他優(yōu)點(diǎn)如下：與51單片機(jī)兼容，4K字節(jié)系統(tǒng)可編程控制閃爍進(jìn)行存儲(chǔ)器、全靜態(tài)管理工作、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、可編程使用串行數(shù)據(jù)通道等。

1.4 溫度傳感器的選擇

DS18B20是一種實(shí)用的數(shù)字溫度傳感器，具有體積小、硬件價(jià)格低、精度準(zhǔn)確等特點(diǎn)。Ds18b20數(shù)字溫度計(jì)易于連接，在包裝后可以在許多場(chǎng)合使用，這主要取決于應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)改變其形狀。很適合進(jìn)行各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和其他一些特殊領(lǐng)域。

1.5 電路系統(tǒng)的實(shí)施方案

根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求完整的電路圖如下：

2 主要元器件的介紹

2.1 AT89C51單片機(jī)的IO口介紹

主電源引腳

VCC（P40）：電源輸入，接+5V電源

GND（P20）：接地

外接晶振引腳

XTAL1（P19）：片內(nèi)振蕩電路的輸入端

XTAL1（P20）：片內(nèi)振蕩電路的輸入端

控制引腳

RST/VPP（P9）復(fù)位引腳

ALE/PROG（P30）：地址鎖存允許信號(hào)

PSEN（P29）：外部存儲(chǔ)器讀選指令

EA/VPP（P31）：程序存儲(chǔ)器內(nèi)部選通和外部選通

可編程輸入

P0，P1，P2，P3

P0口（P0.0到P0.7）

P1口（P1.0到P1.7）

P2口（P2.0到P2.7）

P1口（P3.0到P3.7）4

2.2 DS18B20溫度傳感器介紹

2.2.1 DS18B20概述

DS18B20單總線是一種數(shù)字溫度傳感器，為-55℃—125℃，體積小，成本低的硬件試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，精度高。單總線說(shuō)明沒(méi)有一個(gè)時(shí)鐘線，只有一根通信線。

2.2.2 DS18B20引腳圖

各引腳功能為：DQ為數(shù)據(jù)輸入/輸出端它屬于漏極開(kāi)路輸出，外接上拉電阻后，正常狀態(tài)下是high電平，VDD是可以選擇的外部電源端，如果不用可以直接接到地。GND為接地端，NC為空引腳端。

2.2.3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

主要由兩個(gè)部分組成：64位ROM、9個(gè)暫存器字節(jié)，如圖3。

64位ROM。它的內(nèi)容是64位序列號(hào)，它可以看作是這個(gè)DS18B20的地址進(jìn)行的序列碼，其作用是讓每個(gè)DS18B20都各不影響，這樣就可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)一根總線上數(shù)據(jù)掛接多個(gè)DS18B20溫度控制傳感器的目的。

3 輪胎溫度報(bào)警器程序框圖

4 結(jié)語(yǔ)

這次設(shè)計(jì)讓我知道了單片機(jī)的原理與應(yīng)用，它可以設(shè)計(jì)很多東西，尤其是在控制領(lǐng)域，51單片機(jī)在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用比如在汽車(chē)領(lǐng)域航空航天領(lǐng)域等，這讓我充分認(rèn)識(shí)到知識(shí)應(yīng)用到技術(shù)層面上的作用，在今后的學(xué)習(xí)中我更應(yīng)該理論結(jié)合實(shí)踐讓知識(shí)真正地應(yīng)用到自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，繼續(xù)在本專(zhuān)業(yè)的路上繼續(xù)走下去并積極進(jìn)取更高的知識(shí)領(lǐng)域。

溫度報(bào)警器應(yīng)用很廣泛，不但是在輪胎上，更在很多領(lǐng)域都有所使用。本設(shè)計(jì)只是在輪胎上進(jìn)行了一些思考，也適用于開(kāi)長(zhǎng)途的貨車(chē)進(jìn)行溫度的檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李華，魏光杏.基于AT89S52單片機(jī)的數(shù)字溫度報(bào)警器實(shí)現(xiàn)[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，19（06）：30-34+38.

[2]吳坤，何英昊.基于DS18B20的簡(jiǎn)易溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)[J].電子制作，2019（01）：83-84+61.

[3]柳文靜.基于單片機(jī)的溫度報(bào)警器[J].電子測(cè)試，2020（03）：5-7.

作者簡(jiǎn)介：王嘉雯（2000—），女，漢族，遼寧人，本科，研究方向：自動(dòng)化;馬羿楊（1999—），漢族，四川人，本科，研究方向：自動(dòng)化;劉鑫（1998—），男，漢族，四川人，本科，研究方向：自動(dòng)化;龔浩然（2000—），男，漢族，甘肅人，本科，研究方向：自動(dòng)化;何依婷（2000—），女，漢族，四川人，本科，研究方向：自動(dòng)化;劉浩（1999—），男，漢族，四川人，本科，研究方向：自動(dòng)化;王昊（2000—），男，漢族，甘肅人，本科，研究方向：自動(dòng)化。

指導(dǎo)老師：李自成。