专利名称：温度检测报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种温度检测报警器，特别涉及一种基于单片机温度传感器的温度检测报警器。
背景技术：
目前在温度检测系统中，通常使用热敏电阻作为温度传感器，由于其输出的温度值为模拟信号，需要通过额外设置的模数转换电路后，才能输入到控制系统中。一般在监控 现场电磁环境恶劣，干扰信号较强，如果引线过长还需要进行误差补偿，抗干扰能力差。尤 其在多点温度检测的工作环境下，对于多个温度传感器需要分别设置转换电路，布线复杂 且成本高，多点检测切换也容易引起误差，影响检测精度。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种温度检测报警器，可以对温度进行多点检测，在 温度传感器中完成温度值的模数转换，同时布线简单，抗干扰能力强。为了达到上述目的，本实用新型提供一种温度检测报警器，其特点是，包含微处理 器模块和分别与微处理器模块连接的温度采集模块、时钟振荡模块、传感器电源模块、显示 模块、复位模块，上述传感器电源模块还与温度采集模块相连接。上述微处理器模块是单片机AT89C51。上述温度采集模块是单个或多个温度传感器DS1820 ；上述多个温度传感器 DS1820相互并联与微处理器模块连接。上述传感器电源模块可以使用寄生电源供电或外部电源给温度采集模块供电；上述外部电源供电的传感器电源模块包含上拉电阻R3’ ；上述温度采集模块通过 上拉电阻R3’与外部电源连接；上述寄生电源供电的传感器电源模块还包含场效应管，上述温度采集模块通过场 效应管和上拉电阻R3与工作电压连接。上述时钟振荡模块使用内部振荡信号或外部振荡信号；上述使用内部振荡信号的时钟振荡模块包含电容C1、C2，石英晶体或陶瓷谐振器； 上述电容Cl、C2与石英晶体或陶瓷谐振器构成谐振电路与微处理器模块连接。上述显示模块5包含数码管和选通驱动电路；上述数码管是八段共阳数码管；上 述微处理器模块1输出的选通信号经过选通驱动电路输出到数码管。本实用新型所述的温度检测报警器与现有技术相比，其优点在于本实用新型由 于在温度采集模块使用单片机温度传感器DS1820测量温度，在其内部就能进行模数转换， 输出数字信号与微处理器模块直接通讯，转换速度快，提高了检测精度；本实用新型由于温度采集模块通过单数据线与微处理器模块连接，使电路简化， 成本降低，提高了系统的集成度；本实用新型由于在温度采集模块使用多个并联的温度传感器DS1820，能够实现多点检测，外围电路简洁；本实用新型由于在温度采集模块使用温度传感器DS1820，使传感器电源模块能 够使用寄生电源或外部电源给温度采集模块供电，供电方式灵活，能适应多种检测现场环 境；本实用新型由于在微处理器模块使用单片机AT89C51，使时钟振荡模块可以使用 内部振荡器或外部振荡器，能提供多种时钟信号。
图1是本实用新型温度检测报警器的总体结构示意图图2是本实用新型温度检测报警器的单片机AT89C51的引脚示意图图3是本实用新型温度检测报警器的温度传感器DS1820的引脚示意图图4是本实用新型温度检测报警器的实施例1的电路图图5是本实用新型温度检测报警器的实施例2的电路图
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。请参见图1所示，本实用新型温度检测报警器包含微处理器模块1和分别与微处 理器模块1连接的温度采集模块2、时钟振荡模块3、传感器电源模块4、显示模块5、复位模 块6。其中传感器电源模块4还与温度采集模块2相连接。时钟振荡模块3可以使用内部振荡器或外部振荡器。温度采集模块2可以使用单个温度传感器或多个温度传感器。传感器电源模块4可以是寄生电源方式或外部电源供电方式。寄生电源供电方式 无需本地电源，外围电路简洁，适应于单个温度传感器测温情况下使用；温度采集模块2从 数据线上汲取能量在数据线处于高电平期间把能量储存在内部电容里，在数据线处于低 电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给电容充电。外部电源供电方式适用 于挂接多个温度传感器的情况，工作稳定可靠，抗干扰能力强。实施例1本实施例中，时钟振荡模块3使用内部振荡器，传感器电源模块4使用寄生电源供 电方式，温度采集模块2是单个温度传感器，使本实用新型可以实现单点温度采集的同时 外围电路简洁。请参见图2所示，微处理器模块1使用单片机AT89C51，包含电源引脚Vcc、接地引 脚GND、2个外接晶体引脚XTAL1、XTAL2、复位引脚RST、4组32个输入输出引脚P0、P1、P2、 P3。微处理器模块1通过外接晶体引脚与时钟振荡模块3连接，通过复位引脚RST与复位 模块6连接，输入输出引脚Pl与显示模块5连接，输入输出引脚P3. 4与温度采集模块2连 接，输入输出引脚P3. 7与传感器电源模块4连接，输入输出引脚P2. 0与外部报警模块7连 接。请配合参见图2和图4所示，单片机AT89C51的电源引脚Vcc，接5V工作电压。单片机AT89C51设有高增益反相放大器来构成内部震荡器，外接晶体引脚XTALl 和XTAL2是该放大器的输入端和输出端。时钟振荡模块3包含两个电容Cl、C2，一个作为反馈原件的石英晶体或陶瓷谐振器。外接晶体引脚XTALl和XTAL2分别与电容C1、C2串联 后接地，石英晶体或陶瓷谐振器并联在两个外接晶体引脚之间，构成并联振荡电路，为单片 机提供时钟信号。如果使用石英晶体，电容使用30pF士 IOpF ；如果使用陶瓷谐振器，电容选 择 40pF士10pF。复位模块6包含两个电阻Rl、R2，复位按键Si、电容C3。1千欧的电阻Rl与复位 按键Sl串联后与IOyf的电容C3并联，再串联在单片机AT89C51的复位引脚RST和电源 引脚Vcc之间；8. 2千欧的电阻R2与复位引脚RST连接后接地。当按下复位按键Sl后，5V 的工作电压直接加到复位引脚RST上，使复位引脚RST上有一个高电平并维持2个机器周 期以上，则单片机可以响应并将系统复位。 32个输入输出引脚分为4组8位双向输入输出引脚Ρ0、Ρ1、Ρ2、Ρ3，其中输入输出 弓丨脚PO为8位漏极开路双向I/O 口，作为输出口时每个引脚能驱动8个TTL门电流，要求 外接上拉电阻。输入输出引脚Ρ1、Ρ2、Ρ3是从内部提供上拉电阻器的8位双向I/O 口，能驱 动4个TTL门电流。请配合参见图3和图5所示，温度采集模块2放置在温度待测物体的相邻部位，使 用温度传感器DS1820，能够将探测到的温度值进行模数转换，在内部的存储器保存9位二 进制数的被测温度值。温度传感器DS1820包含接地引脚GND、电源引脚VDD、数据引脚DQ。 数据引脚DQ与单片机AT89C51的输入输出引脚Ρ3. 7连接，温度采集模块通过数据引脚DQ 连接的单根数据线与单片机进行双向的数据信号传输。温度传感器DS1820将检测到的温 度值在内部进行模数转换，通过单根数据线输出给微处理器模块1。传感器电源模块4包含场效应管、上拉电阻R3。单片机AT89C51的输入输出引脚 Ρ3. 7与4. 7千欧的上拉电阻R3连接后，与5V工作电压连接；场效应管的栅极与输入输出弓丨 脚Ρ3. 4连接，漏极与5V工作电压连接，原极与输入输出引脚Ρ3. 4连接。温度传感器DS1820 的电源引脚VDD和接地引脚GND均接地。温度传感器DS1820在高电平期间通过数据线把 能量储存在内部电容里，在数据线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到 来再给电容充电，无需外部电源供电。显示模块5包含数码管、选通驱动电路；该选通驱动电路包含4个三极管9012、8 个驱动电阻Rq、4个选通电阻Rx。由于温度传感器DS1820的测温范围为_55°C到+125°C， 所以数码管使用四位一体的八段共阳数码管，其设有4个选通控制引脚和8个驱动引脚。8 个驱动引脚分别串联8个560欧的驱动电阻Rq后，与输入输出引脚Pl连接；4个选通引脚 分别与4个三极管9012的集电极连接，三极管的发射极与5V工作电压连接，基极分别与4 个750欧的选通电阻Rx连接。单片机AT89C51将读取到的温度值进行转化。由于温度传感器DS1820的测量分辨 率为0. 06250C，所以如果温度值为正数，将温度值从二进制转换成十进制后，乘以0. 0625 得到实际的温度值；如果温度值为负数，对二进制的温度值取反后加1，再转换成十进制之 后乘以0. 0625得到实际的温度值。微处理器模块1输出选通信号通过选通电阻Rx，经过三 极管9012放大信号点亮特定的数码管；微处理器模块1通过驱动电阻Rq向数码管输出显 示温度值。单片机AT89C51通过单根数据线向温度采集模块2写入报警门限温度值；单片机 AT89C51发出读暂存器的控制信号，将温度传感器DS1820存储在暂存器中的温度值，与存储在非易失性存储器E2RAM的报警门限值进行比较；如果温度值超过了报警门限值，对温 度传感器DS1820内部的报警标志置位；如果没有超过，对报警标志置零。在系统初始化后， 单片机发出报警搜索的控制信号，查询温度传感器DS1820的报警标志。如果查询到报警标 志被置位，单片机通过输入输出引脚P2. O向外部报警模块7发出报警控制信号。 实施例2本实施例中，本实用新型温度检测报警器的总体结构相类似，不同点在于时钟振 荡模块3使用外部振荡器，传感器电源模块4使用外部电源供电方式，温度采集模块2使用 20个温度传感器DS1820#1到DS1820#20，使本实用新型可以实现多点温度采集的同时工作 稳定，抗干扰能力强。请配合参见图2和图5所示，单片机AT89C51使用外部振荡器时，外部时钟信号 Inl与外接晶体引脚XTALl连接，外接晶体引脚XTAL2悬空。由于外部时钟信号Inl是 通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为 12MHz,时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在IMHz到24MHz内选择。请配合参见图3和图5所示，温度采集模块2使用20个并联的温度传感器DS1820， 20个数据引脚DQ并联，与单片机AT89C51的一个输入输出引脚P3. 7连接。传感器电源模块4包含上拉电阻R3。单片机AT89C51的输入输出引脚P3. 7与4. 7 千欧的上拉电阻R3连接后，与5V工作电压连接。20个温度传感器DS1820的接地引脚GND 均接地，电源引脚VDD均接5V工作电压。单片机AT89C51发出报警搜索的控制信号，顺序查询多个温度传感器DS1820的报 警标志，鉴别和定位超出报警门限温度值的温度传感器。如果查询到有报警标志被置位，单 片机通过输入输出引脚向外部报警模块发出报警控制信号。单片机AT89C51能够通过数据总线发出搜索控制信号，确定并联的多个温度传感 器数量以及所有温度传感器的序列号；能够读出传感器的序列号其中特定的一个温度传感 器的序列号后选中其进行操作。尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上 述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于 本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附 的权利要求来限定。
权利要求一种温度检测报警器，其特征在于，包含微处理器模块(1)和分别与微处理器模块(1)连接的温度采集模块(2)、时钟振荡模块(3)、传感器电源模块(4)、显示模块(5)、复位模块(6)；所述温度采集模块(2)与微处理器模块(1)通过单总线连接；所述传感器电源模块(4)连接在微处理器模块(1)和温度采集模块(2)之间。
2.如权利要求1所述的温度检测报警器，其特征在于，所述温度采集模块(2)是单个或 多个温度传感器DS1820 ；所述多个温度传感器DS1820相互并联与微处理器模块(1)连接。
3.如权利要求1所述的温度检测报警器，其特征在于，所述时钟振荡模块(3)使用内部 振荡信号或外部振荡信号；所述使用内部振荡信号的时钟振荡模块(3)包含电容C1、C2，石英晶体或陶瓷谐振器； 所述电容Cl、C2与石英晶体或陶瓷谐振器构成谐振电路与微处理器模块(1)连接。
4.如权利要求1所述的温度检测报警器，其特征在于，所述传感器电源模块(4)还与温 度采集模块(2)相连接；所述传感器电源模块(4)可以使用寄生电源供电或外部电源给温 度采集模块⑵供电；所述外部电源供电的传感器电源模块(4)包含上拉电阻R3’;所述温度采集模块(2)通 过上拉电阻R3’与外部电源连接；所述寄生电源供电的传感器电源模块(4)还包含场效应管，所述温度采集模块(2)通 过场效应管和上拉电阻R3与工作电压连接。
5.如权利要求1所述的温度检测报警器，其特征在于，所述微处理器模块(1)是单片机 AT89C51。
6.如权利要求1所述的温度检测报警器，其特征在于，所述显示模块(5)显示模块5包 含数码管和选通驱动电路；所述数码管是八段共阳数码管；所述微处理器模块1输出的选 通信号经过选通驱动电路输出到数码管。
专利摘要本实用新型涉及一种温度检测报警器，其特点是包含微处理器模块和分别与其连接的温度采集模块、时钟振荡模块、传感器电源模块、显示模块、复位模块；温度采集模块与微处理器模块通过单总线连接；传感器电源模块连接在微处理器模块和温度采集模块之间。本实用新型由于在温度采集模块使用数字温度传感器测量温度，在其内部就能进行模数转换，输出数字信号与微处理器模块直接通讯，检测精度高；温度采集模块通过单数据线与微处理器模块连接，使电路简化，成本降低；由于在温度采集模块使用多个并联的温度传感器，能够实现多点检测，外围电路简洁；本实用新型使用寄生电源或外部电源给温度采集模块供电，供电方式灵活，能适应多种检测现场环境。
文档编号G01K1/02GK201555662SQ20092021389
公开日2010年8月18日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者侯东良 申请人:上海第二工业大学