储液槽机组搅拌子系统多点温度采集系统设计.docx

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1、随着计算机技术的快速发展，无线温度控制系统取代了传统的有线控制，这种技术还有很大的发展空间，可以应用于更多的领域，为人们的生产和生活带来更多的便利和安全。在一个装满牛奶的储液槽中，需要对牛奶的温度进行实时监测，确保温度保持在合理的范围之内。本次设计选用8个数字式温度传感器DS18B20作为温度测量模块，并依次对温度传感器进行编号。通过STC89C52RC单片机接收温度传感器的温度值，并通过无线传输模块nRF905无线传输模块传输到接收端。接收端通过nRF905接收数据，通过STC89C52RC进行数据处理，并且由LCDI602液晶屏显示当前温度值和温度传感器编号，当测量到的温度高于所设定的温度

2、上限的时候，LED指示灯开始变亮，蜂鸣器发生报警，需要对其进行降温；当测量到的温度低于所设定的温度下线的时候，同样地指示灯变亮，蜂鸣器开始报警，需要对其进行搅拌升温。论文介绍了储液槽机组搅拌子系统多点温度检测系统的工作原理，简单介绍了温度传感器及无线收发芯片的选择方案和性能特点，详细论述了多点温度检测系统的设计思路和总体架构，然后详细阐述了系统硬件电路结构和完成相关各项功能的程序设计。系统具有简单的结构，而且可靠性高，数据传输效率快，功能易于扩展，很适合应用在储液槽多点温度检测系统中。关键词：继电器；DS18B20温度传感器；STC89C52RC单片机；nRF905无线传输模块；多点温度采集系

3、统AbstractWiththerapiddevelopmentofcomputertechnology,wirelesstemperaturecontrolsystemreplacesthetraditionalwiredcontrol,asanewfieldofinfiniteindustry,short-rangewirelesstemperaturetransmissiontechnologyshowsastrongmomentumofdevelopment.Itplaysanincreasinglyimportantroleingreenhousecultivation,boiler

4、temperaturecontrol,industrialproductionareas,etc.Eveninsomespecialfields,wirelessdatatransmissionmethodistheonlywaytotransmit.Inastoragetankfilledwithmilk,thetemperatureofthemilkneedstobemonitoredinrealtimetoensurethatthetemperatureiskeptwithinareasonablerange.Inthisdesign,eightdigitaltemperaturesen

5、sorsDS18B20areselectedasthetemperaturemeasurementmoduleandthetemperaturesensorsarenumberedsequentially.ThetemperaturevaluesofthetemperaturesensorsarereceivedthroughtheSTC89C52RCmicrocontrollerandtransmittedtothereceivingendthroughthewirelesstransmissionmodulenRF905wirelesstransmissionmodule.Therecei

6、verreceivesthedatathroughthenRF905,processesthedatathroughtheSTC89C52RC,anddisplaysthecurrenttemperaturevalueandthetemperaturesensornumberbytheLCD1602LCDscreen.Whenthemeasuredtemperatureislowerthanthesettemperatureline,theLEDlightwillbecomebrightandthebuzzerwillstarttoalarm,anditneedstobestirredtora

7、isethetemperature.Thepaperintroducestheworkingprincipleofthemulti-pointtemperaturedetectionsystemofthestirringsubsystemofthestoragetankunit,brieflyintroducesthedevelopmentstatusoftemperaturesensorsandwirelesstransceiverchips,discussesindetailthedesignideaandoverallarchitectureofthemulti-pointtempera

8、turedetectionsystemincombinationwiththesystemscheme,andthenelaboratesthehardwarecircuitstructureofthesystemandtheprogramdesigntocompletetherelevantfunctions.Thesystemhasasimplestructure,andhighreliability,fastdatatransmissionefficiency,andeasytoexpandfunctions,whichisverysuitableforapplicationinthem

9、ulti-pointtemperaturedetectionsystemofliquidstoragetank.Keywords:relay,DS18B20temperaturesensor,STC89C52RCmicrocontroller,nRF905wirelesstransmissionmodule,multi-pointtemperatureacquisitionsystem摘要1ABSTRACT1目录3第1章绪论51.1 引言51.2 研究背景及意义51.3 国内外发展现状61.4 本设计要解决的主要内容7第2章系统总体设计82.1 储液槽机组搅拌子系统多点温度采集工作原理82.2

10、 多点温度采集系统设计框图9第3章系统硬件设计113.1 系统方案选择113.1.1 温度传感器选择113.1.2 无线收发芯片的选择133.1.3 液晶屏温度显示选择153.1.4 稳压芯片的选择163.1.5 报警系统的选择173.1.6 单片机型号选择方案183.2 系统部件功能介绍203.2.1 STC89C52RC功能介绍203.2.2 DS18B20温度传感器功能介绍213.2.3 nrf905无线传输模块功能介绍233.2.4 电阻、电容及中间继电器的功能介绍243.2.5 LM1117稳压芯片工作原理253.2.6 LED灯显示及继电器电路设计263.2.7 LCDI602液晶

11、屏电路设计26第4章系统软件设计294.1 温度采集端程序设计304.1.1 DS18B20温度传感器程序304.1.2 1602液晶屏程序324.1.3 nRF905无线传输模块程序374.2 温度收集端程序设计394.2.1 nRF905无线接收模块程序394.2.2 LCD1602液晶屏程序41第5章系统性能调试475.1 系统性能调试475.2 抗干扰措施485.2.1 硬件抗干扰措施485.2.2 软件抗干扰措施错误!未定义书签。5.3 系统硬件调试实验49参考文献53致谢55附录A56附录B57附录C57第1章绪论1.1 引言数据采集系统的应用可以帮助企业实现对生产过程的实时监测和

12、控制，提高生产效率和质量，降低生产成本和能耗。数据采集系统可以实现对生产过程中的各种参数的实时监测和控制，可以及时发现生产过程中的问题和异常，及时采取措施，避免生产事故的发生，提高生产效率和质量。数据采集与检测技术是信息科学的重要分支之一，它涉及到传感器、数据采集、信号处理、数据分析等多个方面。这些技术可以帮助企业实现生产自动化、提高生产效率和质量、降低生产成本等目标。同时，数据采集与检测技术也在其他领域得到广泛应用，如环境监测、医疗诊断、金融分析、市场研究等。随着技术的不断进步,数据采集与检测技术将会在更多领域得到应用。温度的控制和监测对于工业生产的质量和效率有着至关重要的作用，温度的控制对

13、于保证产品质量、提高生产效率、降低生产成本等方面都具有重要作用。例如，在钢铁冶炼、化工生产、食品加工等行业中，温度的控制对于保证产品质量是至关重要的。此外，温度的控制还可以提高生产效率，例如在热处理过程中，精确的温度控制可以缩短处理时间，提高生产效率。同时.，温度的控制也可以降低生产成本，例如在能源行业中，通过精确的温度控制可以降低能源消耗，降低生产成本。因此，温度的控制在工业生产中具有非常重要的地位。1.2 研究背景及意义随着工业生产自动化程度的不断提高,多点温度检测系统的需求日益增加。在工业生产过程中，温度是一个非常重要的工艺参数，对于提高产品质量、保证生产效率和减少能源消耗等方面都具有重

14、要作用。在过去，单一点温度检测系统虽然被广泛应用，但是在某些工业生产过程中，单一点温度检测系统无法满足需求。例如，在钢铁冶炼、化工生产、食品加工等行业中，不同位置的温度可能会有差异，需要同时监测多个位置的温度。此外，在某些生产过程中，需要对不同位置的温度进行精确控制，以保证产品质量和效率。因此，多点温度检测系统应运而生，可以同时监测多个位置的温度，并实现对不同位置的温度进行精确控制，从而提高工业生产的效率和质量。多点温度检测系统是一种可以同时监测多个位置温度的系统。在工业生产过程中，不同位置的温度可能会有差异，这会对产品质量、生产效率和能源消耗等方面产生影响。因此，研究多点温度检测系统具有以下

15、意义：1 .提高产品质量：在某些工业生产过程中，不同位置的温度差异可能会导致产品质量不稳定。通过多点温度检测系统，可以实时监测不同位置的温度，及时发现并解决温度差异问题，从而提高产品质量；2 .提高生产效率：在某些工业生产过程中，精确的温度控制可以缩短处理时间，提高生产效率。通过多点温度检测系统，可以实现对不同位置的温度进行精确控制，从而提高生产效率；3 .降低能源消耗：在某些工业生产过程中，不同位置的温度差异可能会导致能源浪费。通过多点温度检测系统，可以实时监测不同位置的温度，及时调整温度控制，从而降低能源消耗；4 .提高安全性：在某些工业生产过程中，高温或低温环境可能会对人员和设备造成安全

16、隐患。通过多点温度检测系统，可以实时监测不同位置的温度，及时发现并解决安全隐患问题，从而提高生产安全性。因此，研究多点温度检测系统具有非常重要的意义，可以提高产品质量、生产效率，降低能源消耗，在工业生产中带来巨大的经济和社会效益。1.3 国内外发展现状温度传感器是多点温度检测系统的核心组成部分，其发展现状对于多点温度检测系统的性能和应用具有重要影响。以下是温度传感器的国内国外发展现状：在国外，温度传感器己经得到了广泛的应用，并且技术已经比较成熟。主要的温度传感器类型包括热电偶、热敏电阻和红外线温度传感器等。其中，热电偶和热敏电阻是传统的温度传感器，具有较高的稳定性，但是需要与仪表配合使用，使用

17、成本较高。红外线温度传感器则是一种非接触式温度传感器，可以快速测量物体表面温度，但是精度和稳定性相对较差。DS18B20是一种数字温度传感器，由DanaSSemiCOndUCtol公司生产。它采用I-Wire总线接口，只需要一个数据线就可以完成传输和控制。DS18B20具有高精度、低功耗、小尺寸、数字输出等特点，不仅稳定性高，而且抗干扰性强。在国内，温度传感器的发展相对较晚，但是近年来得到了较快的发展。国内温度传感器的主要类型包括热电偶、热敏电阻、红外线温度传感器和光纤温度传感器等。其中，热电偶和热敏电阻是应用最广泛的温度传感器，具有较高的精度和稳定性，但是使用成本较高。红外线温度传感器和光纤

18、温度传感器则是近年来发展的新型传感器，具有非接触式测量、快速响应和高精度等优点，但是在应用中还存在一些技术难题需要解决。近年来，DS18B20温度传感器也得到了广泛的应用。总体来说，国外温度传感器的技术更加成熟，但是国内的温度传感器在技术研发和应用推广方面也在逐步加强。1.4 本设计要解决的主要内容本次论文主要研究在短距离无线温度采集方面，多点温度检测系统在储液槽机组搅拌子系统中的具体应用。主要研究内容有以下几个方面：(1)系统采用最新的DS18B20智能温度传感器，具有精度高、稳定性好、体积小等优点，已经得到广泛应用。无线数据采集和处理可以提高系统的灵活性和便捷性；(2)系统采用无线的数据采

19、集和处理，将传感器采集到的数据通过无线通信方式传输到另一台设备进行处理和分析的技术。无线数据采集和处理技术不仅灵活性高，而且便捷性好，无线通信方式可以实现数据的实时传输和处理，使得监测结果可以及时反馈到远程设备；(3)硬件设计结构简单，易于实现，硬件电路和程序设计时，既要考虑设计的准确性，又要使程序尽量简单。多点温度检测装置的硬件设计需要根据实际需求进行综合考虑，选择合适的传感器和电路设计方案，保证系统的稳定性和可靠性。(4)在无线数据采集和处理系统设计中，需要考虑功耗和通信距离的平衡,以保证系统的稳定性和可靠性，无线数据采集和处理系统需要实现数据的存储和分析，以便于后续的数据处理和应用，它还

20、是一种重要的监测和控制技术，可以实现数据的实时传输和处理，提高监测和控制的效率和精度。第2章系统总体设计储液槽机组搅拌子系统多点温度检测系统是一种用于监测储液槽内不同位置温度的系统。储液槽机组搅拌子系统通常用于储存液体，其中液体的温度变化会对储存和使用产生影响，因此需要对储液槽内不同位置的温度进行监测。该系统主要由温度传感器、信号采集器、数据处理器和显示器等组成。温度传感器用于测量储液槽内不同位置的温度，信号采集器将传感器采集到的温度信号转换为数字信号，并传输给数据处理器进行处理，并将处理后的数据显示在显示器上，以便操作人员进行实时监测和控制。该系统可以实现对储液槽内不同位置温度的实时监测和控

21、制，避免因温度变化导致的储存和使用问题。同时.，该系统还可以记录温度变化的历史数据，并进行数据分析和统计，为储存和使用提供参考依据。2.1 储液槽机组搅拌子系统多点温度采集工作原理图2.1系统不意图工作原理：温度传感器在储液槽中均匀分布，由温度传感器检测当前温度，由STC89C52RC单片机获取温度数据，将获取到的数据同设定的温度上限和温度下限相比较，当获取的温度高于设定的温度上限的时候，单片机通过I/O口，通过电动机驱动芯片，驱动电动机1产生相应的转动，通过电动机转动带动减速器主动轮转动，减速器从动轮和加热搅拌器相连，从而是加热搅拌器开始工作。当温度低于温度下限的时候，单片机通过I/O口，通

22、过电动机驱动芯片，驱动电动机开始转动，电动机转动带动减速器主动轮转动，减速器从动轮和直冷机相连，从而使直冷机开始工作，降低储液槽温度。2.2 多点温度采集系统设计框图STC89C52 RC单片机-图2.1温度测量方法有很多，可供选择的器件也有多种，此次设计多点无线温度采集系统，由数据采集端和接收端两部分组成，两端通过无线通信的方式。数据采集端由传感器网络，STC89C52RC单片机和无线发送模块组成，STC89C52RC单片机将传感器采集到的数据传输到Nrf905无线模块,无线传输模块打包发出。数据接收端接收到采集端的数据后，按相应的通信协议取出有效数据，通过串口发送给计算机，上位机程序对数据

23、进行分析和处理。温度传感器持续地采集当前的温度，并通过无线传输模块将温度值以及当前传感器型号发送到接收端，接收端接收到当前数值并对其采取相应解决措施。系统总体结构如图27所示。系统的总体设计方案应在满足系统整体性能指标的前提下，充分考虑系统使用的环境，设计的结构要尽量简单实用、易于实现，器件的选用要着眼于合适的参数、稳定的性能、较低的功耗、低廉的成本以及较好的互换性能。本章介绍多点无线测温系统的总体设计方案，给出如图2.1结构框图。提出了系统的功能和技术要求，介绍了短距离无线通信系统的发展。通过对比目前国内外常用的元器件,着重介绍了多点无线测温系统的传感器和射频收发芯片的选择。具体实现方案如下

24、：1 .硬件设计（1）传感器电路设计：将多个DS18B20数字式温度传感器分布在多个电路板上，通过单片机的LWire接口获取传感器的温度数据。（2）单片机电路设计：采用STC89C52RC单片机作为系统的核心控制器，通过I-Wire接口连接多个数字式温度传感器，通过SPI接口连接11RF9O5无线传输模块。（3）无线传输模块设计：采用nRF905无线传输模块作为系统的无线传输核心，通过SPl接口连接单片机，实现无线数据传输功能。2 .软件设计（1）传感器数据采集程序设计：通过单片机的Wire接口读取多个数字式温度传感器的温度数据，并进行数据处理和存储。（2）无线传输程序设计：通过SPI接口将采

25、集到的温度数据发送到nRF905无线传输模块，实现无线数据传输。（3）接收端数据处理程序设计：通过相应的无线接收模块接收数据，并进行数据处理和显示。本次设计的多点温度测量系统具有简单结构、高可靠性、传输速度快、功能易于扩展等优点，适用于多种应用领域。第3章系统硬件设计3.1 系统方案选择在选择多点温度检测系统方窠时，需要考虑以下因素：(1)测量范围：根据实际需求确定需要测量的温度范围，选择合适的传感器和信号采集器。(2)测量点数量：根据储液槽的结构和搅拌子系统的特点，确定需要测量的温度点数量，选择合适的多点温度检测系统。(3)精度要求：根据实际需求确定需要的测量精度，选择精度符合要求的多点温度

26、检测系统。(4)数据处理能力：根据实际需求确定需要的数据处理能力，选择合适的数据处理器和显示器。(5)可靠性和稳定性：选择具有高可靠性和稳定性的多点温度检测系统,以确保系统的长期稳定运行。(6)成本：根据实际预算确定可接受的成本范围，选择合适的多点温度检测系统。综合考虑以上因素，可以选择适合的多点温度检测系统方案。常见的方案包括使用多个单点温度传感器进行测量，或使用多点温度传感器进行测量。多点温度传感器可以同时测量多个温度点，具有较高的测量精度和稳定性，但成本较高。而使用多个单点温度传感器进行测量，成本相对较低，但需要进行数据融合和处理，同时可能存在测量误差累积的问题。因此，在选择方案时需要根

27、据实际需求进行权衡和选择。3.1.1 温度传感器选择温度传感器是无线温度检测系统的重要环节，根据多点无线温度采集系统的性能要求，需要选择具有以下特点的温度传感器：1 .高精度：温度传感器需要具备较高的精度，以确保采集到的数据准确可靠；2 .快速响应：温度传感器需要具备快速响应的能力，以确保采集到的数据及时反映温度变化；3 .稳定性好：温度传感器需要具备较好的稳定性，以确保长期稳定的温度采集；4 .低功耗：温度传感器需要具备低功耗的特点，以确保系统长时间运行。目前常用的数字温度传感器主要有：AD741812是一款数字温度传感器，由ADl公司生产。它采用12C接口进行通信，可测量-55C至+125

28、C的温度范围。该传感器内置了一个16位的ADC,可提供高达0.0625C的分辨率。AD741812还具有低功耗模式和自动关机模式，可帮助节省系统功耗。此外，该传感器还具有多种警报功能，可在达到预设的温度上下限时发出警报。它的封装形式有DIP、SOIC和MSOP等多种，非常适合在工业自动化、医疗、通信等领域中使用；LM74是一款数字温度传感器，由Tl公司生产。它采用单总线接口进行通信,可测量-40C至+125C的温度范围。该传感器内置了一个11位的ADC,可提供高达0.125。C的分辨率。LM74还具有低功耗模式和自动关机模式，可帮助节省系统功耗。此外，该传感器还具有多种警报功能，可在达到预设的

29、温度上下限时发出警报。它的封装形式有SOT-23SolC、TO-92等多种，非常适合在工业自动化、医疗、通信等领域中使用。MAX6575L/H是一款数字温度传感器，由MaximIntegrated公司生产。它采用I2C接口进行通信，可测量-55C至+125C的温度范围。该传感器内置了一个12位的ADC,可提供高达0.0625C的分辨率。MAX6575L/H还具有低功耗模式和自动关机模式，可帮助节省系统功耗。此外，该传感器还具有多种警报功能，可在达到预设的温度上下限时发出警报。MAX6575L/H还具有多种电源电压范围可选，包括1.7V至3.6V和2.7V至5.5V等，非常适合在各种不同的应用场

30、合中使用。它的封装形式有Sc)T-23、SOICTDFN等多种。DS18B20是一种数字温度传感器，由DallasSemiconductor公司生产。它采用I-Wire总线接口，只需要一个数据线就可以完成传输和控制。DS18B20具有高精度、低功耗、小尺寸、数字输出等特点，被广泛应用于各种工业自动化、电子设备、汽车电子、医疗设备等领域。DS18B20的工作温度范围为-55C到+125C,精度为0.5。C,在-10。C到+85C范围内精度为0.25。C0它可以通过I-Wire总线接口与微处理器或其他数字电路连接，实现对温度的实时监测和控制。DS18B20还具有多种工作模式，可以实现不同的温度采集

31、和控制方式。综上所述，DS18B20是一种高精度、低功耗、小尺寸、数字输出的温度传感器，具有广泛的应用前景，成为此次设计温度传感器的首选。PINASSIGNMENTBOTTOMVIEWDS18B2OTo-92PackageDS18B2OZ8-PnSOIC(150mil)图3.1DS18B20温度传感器封装图3.1.2 无线收发芯片的选择目前有各种类型和数量的无线电收发器芯片，为设计选择合适的芯片可以改善产品的开发周期并降低成本。在作出选择时，应考虑到以下几个要点：在选择无线收发芯片时，应注意以下性能要求：1 .频率范围：无线收发芯片应支持所需的频率范围，以保证信号传输的可靠性;2 .发射功率：

32、无线收发芯片的发射功率应满足所需的传输距离和信号强度要求，以确保信号的稳定传输；3 .灵敏度：无线收发芯片的灵敏度应足够高，以确保接收到远距离传输的信号;4 .抗干扰性：无线收发芯片应具有较好的抗干扰性能，能够在复杂的电磁环境中稳定工作；5 .数据传输速率：无线收发芯片的数据传输速率应满足所需的数据传输要求，以确保数据传输的效率和准确性；6 .功耗：无线收发芯片的功耗应尽可能低，以延长电池寿命或减少系统功耗；7 .封装形式：无线收发芯片的封装形式应适合所需的应用场景，以方便系统集成和使用；8 .成本：无线收发芯片的成本应适合所需的应用场景和预算，以确保整个系统的经济性和可行性。常用的无线电收发

33、芯片主要包括：(1)nRF903是一款高性能低功耗无线收发芯片，由NordicSemiconductor公司生产。它支持单向和双向数据传输，可用于多种无线应用，如远程控制、传感器网络和遥测等。nRF903支持多达125个不同频道的操作，在收发之间可快速切换，以最大程度地提高系统可靠性和灵活性。它的发送功率高达IOdBm,可确保信号覆盖范围更广。nRF903还具有高度集成的流水线架构，可提高系统性能和可扩展性。此外，它还支持多种数据编码和解码方式，包括射频ID编码和差分4码(D4PSK)编码等，以确保高速数据传输和数据安全性。该芯片采用SPl接口进行通信，具有快速响应和高度灵活性。它的功耗极低，

34、最大可降至5uA,有助于延长系统电池寿命和减少系统功耗。nRF903的封装形式为QFN48,非常适合在各种低功耗无线应用中使用。(2) nRF24LE1,由挪威NordicSemiconductor公司推出的一款单芯片射频收发器。它集成了射频收发器、微控制器和闪存存储器，适用于各种低功耗无线应用。nRF24LEl采用2.4GHZISM频段，支持多达125个不同的通道，能够在收发之间快速切换，以提高系统的可靠性和灵活性。它的发送功率可高达OdBm,可确保信号覆盖范围更广。nRF24LEl的封装形式为QFN32,非常适合在各种低功耗无线应用中使用。(3) nRF905是由挪威NordicSemic

35、onductor公司推出的一款低功耗无线收发芯片，适用于各种无线应用，如遥控器、传感器网络和遥测等。nRF905采用433MHz、868MHZ或915MHZISM频段，支持多达100个不同的通道，能够在收发之间快速切换，以提高系统的可靠性和灵活性。它的发送功率可高达IOdBm,可确保信号覆盖范围更广。nRF905具有高度集成的流水线架构，可提高系统性能和可扩展性。它还支持多种数据编码和解码方式，包括射频ID编码和差分4码(D4PSK)编码等，以确保高速数据传输和数据安全性。该芯片采用SPl接口进行通信，具有快速响应和高度灵活性。它的功耗极低，最大可降至IuA,有助于延长系统电池寿命和减少系统功

36、耗。nRF905的封装形式为QFN32,非常适合在各种低功耗无线应用中使用。综合来看，nRF905是一款性能卓越、功能丰富的无线芯片，适用于各种要求高性能和低功耗的应用场景。nRF905是一款性能卓越的无线芯片，具有以下优点：1 .高频率支持：nRF905可以支持433MHz、868MHz和915MHz三个ISM频段，能够在不同频段之间快速切换，提高系统的可靠性和灵活性；2 .大通道数量：nRF905支持多达100个不同的通道，可以在不同通道之间快速切换，以避免干扰和提高数据传输速率；3 .多种数据编码和解码方式：11RF9O5支持多种数据编码和解码方式，包括射频ID编码和差分4码(D4PSK

37、)编码等，以确保高速数据传输和数据安全性；4 .低功耗：nRF905的功耗极低，最大可降至IuA,有助于延长系统电池寿命和减少系统功耗；度灵活性;图3.2 nRF905无线传输模块5 .灵活的通信接口：nRF905采用SPl接口进行通信，具有快速响应和高综合来看，nRF905是一款功能丰富、性能卓越、功耗低的无线芯片，适用于各种要求高性能和低功耗的无线应用场景。所以该系统使nRF905成为无线收发芯片的首选。3.1.3 液晶屏温度显示选择LCD1602液晶屏是一种16x2字符型液晶屏，可以显示16列2行共32个字符。它是一种常用的显示器件，广泛应用于各种嵌入式系统和电子产品中。LCD1602液

38、晶屏的显示原理是利用液晶分子的光电性质，通过控制液晶分子的取向来实现显示效果。它具有低功耗、可靠性高、显示效果清晰等特点，适用于各种环境下的显示应用。LCDI602液晶屏一般需要通过控制器来进行控制和驱动。常见的控制器有HD44780KS0066等，可以通过微处理器或其他控制芯片来进行控制。控制器可以实现液晶屏的初始化、显示数据的写入、光标控制等功能，使得使用者可以方便地控制液晶屏的显示效果。在实际应用中，LCDI602液晶屏可以用于显示各种信息，如温度、湿度、时间、日期等。同时，它还可以结合各种传感器、芯片和控制器等进行系统设计，实现各种功能，如智能家居控制、机器人控制、工业自动化等。接口信

39、号说明:编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2DataI/O2VDD电源正极10D3DataI/O3VL液晶显示偏压信号11D4DataI/O4RS数据12D5DataI/O5R/W读/写选择端13D6DataI/O6E使能信号14D7DataI/O7DODataI/O15BLA背光源正极8DlDataI/O16BLK背光源负极外形尺寸:80. Q-75. -73. 764. 53.1.4 稳压芯片的选择电路设计通常需要各种电压基准,最重要的要求是输出电压能够准确调节。在这个硬件电路设计中，主控制芯片，即微控制器STC89C52RC,由5V电源供电，无线电传输模块nrf905由3

40、.3V电源供电，选择LM1117-3.3V是因为直接向nrf905无线电传输模块提供5.0V电压会导致烧毁通过将5.0V的电压转换为3.3V的电压来稳定电压。LM1117-3.3V是一款3.3V固定输出电压的稳压芯片，可以将输入电压稳定到3.3V的输出电压，用于各种电子设备的电源管理.LM11173.3V是一款线性稳压芯片，采用全固态设计，具有高稳定性、低静态电流、低压降等特点。它能够在输入电压高于输出电压时提供稳定的输出电压，并能够承受较高的输入电压和大电流负载。其工作温度范围为（TC+125C,符合工业标准。LMuI7-3.3V芯片的引脚结构简单，只有三个引脚，分别是输入电源引脚、地引脚和

41、输出电源引脚。它采用TO220封装，方便进行散热，适用于各种PCB板上的电源管理应用。在使用LMUI7-3.3V芯片时，需要注意输入电压和输出电流的范围，以及散热的问题。如果输入电压过高或输出电流过大，可能会造成芯片过热或损坏;为保证芯片的稳定工作，还需要进行滤波和保护等措施。总之，LMuI7-3.3V是一款可靠的稳压芯片，可以广泛应用于各种电源管理场合，为电子设备的正常运行提供保障。LMIlI7稳压芯片封装图如下:QQhbOQl9LLU(IQ较T(O11483F尸LG(T27O1TVD(100&0010(O,2OJ4),254)NF0-8TYPOOl66Q50(0.406.127()(MIA

42、M*DKW(M23.1.5 报警系统的选择蜂鸣器是一种由直流电压供电的集成结构的电子声音，被广泛用作电子产品的发声装置。蜂鸣器的发声原理由振动元件和谐振元件组成，蜂鸣器可分为被动式无源蜂鸣器和主动式无源蜂鸣器。无源激励式蜂鸣器的发声原理是将方波信号输入到谐振器件中，转换成声音信号并输出。有源蜂鸣器和无源蜂鸣器都是一种常用的声音输出设备，常用于警报、提醒、提示等场合。它们的原理和使用方法有所不同。有源蜂鸣器是一种内置振荡器的声音输出设备，内部集成了一定的电路，可以直接接在直流电源上，发出固定频率的声音。它通常需要一个驱动信号来控制其发声，驱动信号的频率和占空比等参数可以控制蜂鸣器发出不同的声音。

43、有源蜂鸣器的优点是驱动电路简单，发声效果好，但是功耗较大。无源蜂鸣器是一种不带有内置振荡器的声音输出设备，需要外部电路提供驱动信号来控制其发声。它只是一个简单的振动器，当输入的交流信号频率与其共振频率相同时.，就会发出声音。无源蜂鸣器的优点是功耗低，但是需要外部电路提供驱动信号，驱动电路相对复杂。在实际应用中，应根据具体情况选择有源蜂鸣器或无源蜂鸣器。如果需要发出多种频率的声音，或者需要直接接在电源上使用，可以选择有源蜂鸣器；如果需要低功耗、驱动电路相对简单，可以选择无源蜂鸣器。图3.4有源蜂鸣器外观有源自激型蜂鸣器的工作发声原理是:利用内部电路产生的高频信号激励压电陶瓷发出声音，有源自激型蜂

44、鸣器内部包含一个压电陶瓷片和一个驱动电路，当驱动电路产生高频信号时，信号被传输到压电陶瓷片上，使其振动。这种振动会产生机械波，从而产生声音。此次设计选用有源蜂鸣器，有源蜂鸣器的电路原理图如图3.1:图3.3有源蜂鸣器原理图有源蜂鸣器只要保证5V的电压导通就会发出响声，而无源蜂鸣器光有电压是不能响动的，必须得有高低压电频的转换，因此在此次设计中我们选用有源蜂鸣器。在蜂鸣器报警电路中，应用PNP型三极管，当STC89C52RC单片机上电之后,默认是高电频，这时PNP三极管是不导通的，蜂鸣器不响动。只有当温度低于温度下线或者高于温度上线的时候，I/O口就会产生低电频，这时PNP三极管导通，蜂鸣器就会

45、发生响动。3.1.6 单片机型号选择方案单片机（MiCrOCOntrOller,简称MCU）是一种集成了中央处理器、存储器、输入输出接口和定时计数器等功能模块的微型计算机系统。它具有体积小、功耗低、易于编程等优点，广泛应用于各种电子设备中。单片机的核心是中央处理器（CPU）,它可以执行各种指令，控制各种外设的工作。单片机还集成了存储器（ROM、RAM、EEPROM等）、输入输出接口（GPI0、UART.SPI、I2C等）和定时计数器等功能模块，可以实现各种复杂的控制和处理任务。单片机的编程语言主要有汇编语言、C语言等，编程工具主要有Keil、IAR等集成开发环境（IDE）。程序可以通过串口、U

46、SB、JTAG等方式下载到单片机中，实现各种功能。单片机广泛应用于各种电子设备中，如智能家居、工业自动化、医疗设备、汽车电子、航空航天等领域。它可以实现各种控制和处理任务，提高设备的智能化和自动化程度，为人们的生活和工作带来了便利和效益。1、MSP430单片机。MSP430是德州仪器（TexasInstruments）推出的一款低功耗、高性能的32位微控制器。它具有体积小、功耗低、性价比高等优点，可以广泛应用于各种电子设备中。MSP430单片机是指集成了CPU、存储器、输入输出接口和定时器等功能的微型计算机系统，这些功能模块都由MSP430芯片内部集成实现。MSP430单片机的处理器采用成熟的

47、16位平行结构，具有高性能、低功耗、易于编程等特点。2、STM32微控制器意法半导体公司的STM32系列是一种高性价比、功能强大的微控制器。它们基于ARMCOrteX-M内核，专门为要求高性能、低成本和低功耗的嵌入式应用而设计，具有一流的外设。3、51单片机STC89C52RC单片机是一款基于51单片机架构的高性能、低功耗微控制器，由STC公司生产。其核心是基于Intel8051架构的中央处理器（CPU）,它可以执行各种指令，控制各种外设的工作。STC89C52RC还集成了存储器（ROM、RAMEEPROM等）、输入输出接口（GPI0、UART、SPLI2C等）和定时计数器等功能模块，可以实现各种复杂的控制和处理任务。STC89C52RC单片机具有高速、低功耗、大容量、多功能、易于编程等特点。它的存储器容量为64KB,可以支持多种通信接口，如UART、SPkI2C等，同时还带有多个定时器模块，可以产生各种定时信号，方便实现各种时序控制。STC89C52RC单片机可以使用汇编语言或C语言编程,开发工具包括KeikIAR等集成开发环境（IDE）。程序可以通过串口、USB等方式下载到单片机中，实现各种功能。STC89C52RC单片机广泛应用于各种电子设备中