温度报警器的电路设计方案(1)

温度计的整体电路设计框图如图1所示。控制器为AT89S52，温度传感器为DS18B20，4位LED数码管通过串口传输数据实现温度显示。

系统设计的硬件电路由四部分组成：温度数据采集部分、实时温度显示驱动部分、温度数据存储部分和上位机数据处理部分。整个硬件设计原理图如图2所示。

图3 AT89S52单片机最小系统

AT89S52具有以下标准功能：8k字节闪存、256字节RAM、32位I/O端口线、看门狗定时器、两个数据指针、三个16位定时器/计数器、一个6向量2级中断结构、全双工串行端口、片内晶体振荡器和时钟电路。此外，AT89S52可以简化为0Hz静态逻辑运行，并且可以支持两种软件选择省电模式。在空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口和中断继续工作。在掉电保护模式下，RAM的内容被保存，振荡器被冻结，单片机的所有工作停止，直到下一次中断或硬件复位。

数据采集部分DS18B20是一个智能数字温度传感器，采用单总线通信。其数据线与单片机P1.1相连。采样时间到时，单片机发出读温度信号，通过AT89C51的P1.1口与DS18B20的I/O口相连，根据DS18B20的时序要求发出相应的读写命令。

主微控制器AT89S52具有低压供电、体积小的特点，四个端口只需要两个端口就可以满足电路系统的设计要求，非常适合便携式手持产品的设计和使用。该系统可以由两节电池供电。

显示电路采用4位共阳极LED数码管，段码从P3端口的串口RXD和TXD输出。

温度传感器

DS18B20温度传感器是美国达拉斯半导体公司新推出的改进型智能温度传感器。与热敏电阻等传统测温元件相比，可直接读取被测温度，并可根据实际要求通过简单编程实现9-12位数字值读取。

DS18B20的测温原理

DS18B20的温度测量原理如图5所示。在图中，低温度系数晶体振荡器的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号，并发送给减法计数器1。高温度系数晶体振荡器的振荡频率随温度变化明显，产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。图中还隐藏着一个计数门。当计数门打开时，DS18B20对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，从而完成温度测量。

DS18B20与单片机的典型接口设计

以MCS51单片机为例。图3采用寄生电源供电方式，P1.1口接单线总线。为了确保在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可以使用一个MOSFET管和89C51的P1.0来上拉总线。

温度报警器的电路设计方案(二)本文介绍一种以热敏电阻为敏感元件的温度报警器。当金属探头接触到的温度通过传感器传到开关时，如果温度超过预定值，开关就会打开，报警器就会发出声音。发声报警装置可以通过改变某些部件的连接发出不同的声音。为了增加实用效果，特别增加了由共阳极双色发光管组成的指示电路。电路不报警时，为绿色；否则就是红绿交替。

温度报警器的主电路由NTC测温电阻、可调温度电位器、低频振荡器和音频振荡器组成。工作原理如下：

电位计设置温度值。当温度上升时，测温电阻NTC的电阻值下降，达到高电平阈值

温度报警器的电路设计方案(三)该温度报警器的电路如图2所示。时基IC1、电位器Rp、电阻R1和热敏电阻RT构成温度检测触发电路。RT是一种负温度系数，其电阻随着温度的升高而逐渐减小。IC2是音频集成电路KD9561，可以产生四种模拟声音，分别是警车、消防车、救护车、机枪的声音。IC3是一个音频功率放大器，可以放大微弱的音频信号，推动扬声器B发声。具体工作流程如下：

当温度未达到预定值时，由于温度传感器RT的电阻值大于1/2(Rp R1)，IC1的触发端的电位高于1/3G(2V)，IC1的脚电压低，二极管VD关断，IC2因电源电压不足无音频信号输出，扬声器B无声。当温度上升到预定值时，RT的电阻将小于1/2(Rp R1)，IC1的触发端的电位将低于1/3G(2V)，IC1的输出端将从低电位跃变为高电平，二极管VD将导通，输出约5V(200mA)的DC电压。DC电压由电容器C2滤波，然后提供给IC2。此时，IC2产生的警笛信号从OUT端输出，经C3耦合到IC3的输入端进行功率放大。放大后的音频信号从IC3的脚输出，最后由C6驱动扬声器B发出响亮的汽笛声。

图温度报警器电路图

温度报警电路设计方案(四)温度计电路设计的整体设计框图如图1所示。控制器采用AT89S51，温度传感器采用DS18B20，3位LED数码管通过串口传输数据实现温度显示。

总体设计框图

该系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成。

DS18B20的性能特征如下：

1、独特的单线接口只需要一个端口引脚进行通信；

2、可在仅有的三条线路上并联多个DS18B20，实现多点组网；

不需要外部设备；

4、可数据线供电，电压范围3.0 ~ 5.5v；

5、零待机功耗；

6、温度为9或12位数；

7、用户可以定义报警设置；

8、警报搜索命令识别并标记超过程序定义的温度(温度警报条件)的设备；

9、负电压特性。当电源极性接反时，温度计不会因发热而烧坏，但不能正常工作；DS18B20有两种供电方式。一种方法是使用电源。此时DS18B20的一个管脚接地，两个管脚做信号线，三个管脚接电源。另一种是寄生电源供电方式。如图4所示，单片机的端口连接到单线总线上。为了在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可以使用一个MOSFET来上拉总线。

DS18B20在进行存储器写操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有很强的上拉，最大上拉时间为10us。当采用寄生电源供电模式时，VDD端子接地。由于单线系统只有一根线，因此发送接口必须是三态的。

温度调节按钮本系统设计了三个按钮，其中一个用于选择和切换报警温度和当前温度，另外两个分别用于设置报警温度的上调和下调。软件用于消除抖动。

图系统模拟图