如果环境温度超过或低于限定值，必定对所处环境的人和设备造成影响，乃至给个人和社会造成巨大的丢失。随着单片机技能的飞速发展，利用单片机设计温控系统成为掌握技能发展的须要。本文提出了一种基于单片机的温度预警系统的设计方案，并采取PROTEUS进行了仿真。该系统不仅可以高精度的丈量温度，同时对温度进行实时监控并做到超温报警，有较高的实用代价。
2.系统设计的总体方案
本设计方案总体框图如图1所示，它是由单片机、四路数据采集模块、集成功放模块、人机交互界面和系统电源等组成。
本设计系统以AT89C52单片机作为掌握核心，数据采集部分由温度传感器DS18B20组成;人机交互界面为4×4矩阵键盘输入和LCD1602液晶显示，可以方便的输入数据和直不雅观的显示。系统电源为+5V电源供电。软件部分采取C措辞进行编程，实现了该设计的全部掌握功能。该温度预警系统的丈量范围为-55℃~+125℃。当检测的温度高于最高或最低温度设定值时，实现报警功能。
3.电路设计
3.1 单片机
AT89S52单片机是ATMEL公司推出的高档型AT89S系列单片机中的增强型产品。AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS8为单片机，片内含8K Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。期间采取ATMEL公司的高密度、非易失落性存储技能制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚构造。芯片内集成了通用8位中心处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型打算机的AT89S52可为许多嵌入式掌握运用系统供应高性价比的办理方案。
3.2 温度采集电路
由单片机获取非电旗子暗记的温度信息，必须通过温度传感器。传统的温度丈量多以热敏电阻作为温度传感器，但是，热敏电路可靠性较差，丈量温度精度低，因此利用DS18B20温度传感器采集温度。DS18B20是美国达拉斯(Dallas)公司的单数字温度传感器芯片，DS18B20具有体积小，功耗低，抗滋扰能力强，易于微处理器连接等特点，其丈量范围-55℃~+125℃，最大分辨率为0.0625℃，在-25℃~+85℃范围内其测温标准度为±0.5℃。
DS18B20只有三个引脚，一个接地，一个接电源，一个数字输入/输出引脚，由于DS18B20采取单总线构造，本系统的四个温度传感器并联在三线上，数据输入/输出接单片机的P1.7口，电源与数字输入输出脚间须要接一个4.7K的电阻，实现多点组网功能。
3.3 报警电路设计
本系统报警电路利用L M 3 8 6作为报警器的功率放大器。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调度、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失落真小等优点，广泛运用于录音机和收音机之中。
LM386的输入端接单片机的P3.4引脚，输出端接扬声器，电路图如图2所示。当实际温度超过或低于设置的温度值时，单片机相应引脚输出一定频率的旗子暗记，旗子暗记经由音频功放放大之后，发出报警声。
3.4 显示接口电路设计
系统采取液晶显示模块来显示4路温度采集值及温度设定值。本系统采取LCD12864液晶显示模块。LCD12864是一种具有4位/ 8位并行、2线或三线串行多接口办法，内部含有国际一级、二级简体中笔墨库的点阵图形液晶显示模块，其显示分辨率为128×64，可以显示8×4行16×16点阵的汉字。同时又具有低电压低功耗等特点。
在本系统，LCD12864的3个掌握端RS(数据/命令选择端)、R/W(读/写选择端)、E(使能旗子暗记)分别连接单片机的P 3 . 7、P3.0、P3.3，用来对LCD12864进行掌握;LCD12864的8个数据端连接单片机的P0口，用来向LCD12864写入数据。液晶的第3引脚为液晶显示偏压旗子暗记，用来调节显示的比拟度;第1、2引脚为液晶的电源接口;第19、20引脚是显示器背光灯的电源接口。
3.5 键盘接口电路设计
键盘在单片机运用系统中能够实现向单片机输入数据、传送命令等功能，是人干预单片机的紧张手段。本系统采取了4×4矩阵键盘实现对温度值和功能键的设定。四条行线接单片机P2口的高4位，四条列线接单片机P2口的低4位。初始化时键盘行线为高电平，列线为低电平。键盘的行线接4输入与门，4输入与门的输出接单片机的外部中断0引脚P3.2口。当有键按下时，将产生中断，在中断程序里对按键进行扫描，得到按键的键值。
3.6 电源电路的设计
电源是全体系统的能量来源，它直接关系到系统能否运行。在本系统中单片机、液晶显示、报警等电路须要5V的电源，因此电路中选用稳压芯片7805，其最大输出电流为1.5A，能够知足系统的哀求。
4.软件设计
主程序先对系统资源进行初始化，调用LCD显示子程序，然后进入键盘设置界面。
当设置键按下后，开始设置各点的温度，如果确认键按下，则系统开始事情。首先调用DS18B20初始化子程序，再发送ROM命令，读取DS18B20转换的温度值。当读取的温度大于设置的温度值时，报警器开始报警，LCD显示温度的实际值、设置值、路数、状态。
接下来对第二、三、四路温度进行采集，处理，显示。
5.系统PROTEUS仿真
Proteus 软件是来自用过LabcenterElectronics公司，基于SPICEF5 仿真引擎的很合电路仿真软件，是一款含有大量的系统资源、丰富的硬件接口电路，具有强大的调试功能和软硬件相结合的仿真系统。它很好地办理了硬件设计和软件调试的问题，不仅能够仿真仿照、数字电路以及模数稠浊电路，还能够仿真基于单片机的电子系统。本系统PROTEUS仿真图如图3所示。
6.结论
本方案以AT89C52为掌握核心，DS18B20采集温度、LCD12864显示温度和LM3386驱动报警等设计了一款智能温度预报警系统，并通过PROTEUS仿真，得到了很好的效果，证明了本系统具有构造大略、功耗低、智能调节等优点。本系统可以运用于粮仓、工厂、浴室等场合，具有很强的实用代价。
