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【基础系列教程】项目七：温度报警器

DF创客社区

2020-09-09

导读：这次我们要做一个更实际的应用——温度报警器。

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在上一节中，我们认识了一个发声元件——蜂鸣器，也做了一个简单的小报警器。是不是还不过瘾呢？这次我们要做一个更实际的应用——温度报警器。当温度到达我们设定的限定值时，报警器就会响。我们可以用于厨房温度检测报警等等，各种需要检测温度的场合。这个项目中，除了要用到蜂鸣器外，还需要一个LM35温度传感器。

我们这里将头一回接触传感器，传感器是什么？简单的从字面上的理解就是，一种能感知周围环境，并把感知到的信号转换为电信号的感应元件。感应元件再把电信号传递给控制器。就好比人的各个感官，感知周围环境后，再信息传递给大脑是一样的道理。

所需元件

硬件连接

蜂鸣器和项目六的接法相同。在接LM35温度传感器时，注意三个引脚的位置，有LM35字样的一面面向自己，从左至右依次接5V、Analog 0、GND，如我们下图所示。

输入代码

样例代码7-1：

//项目七 – 温度报警器
float sinVal; 
int toneVal;
unsigned long tepTimer ; 
void setup(){ 
 pinMode(8, OUTPUT); // 蜂鸣器引脚设置
 Serial.begin(9600); //设置波特率为9600 bps
}
void loop(){ 
 int val; //用于存储LM35读到的值
 double data; //用于存储已转换的温度值
 val=analogRead(0); //LM35连到模拟口，并从模拟口读值
 data = (double) val * (5/10.24); // 得到电压值，通过公式换成温度
 if(data>27){ //如果温度大于27，蜂鸣器响 
 for(int x=0; x<180; x++){
 //将sin函数角度转化为弧度
 sinVal = (sin(x*(3.1412/180)));
 //用sin函数值产生声音的频率
 toneVal = 2000+(int(sinVal*1000));
 //给引脚8一个
 tone(8, toneVal);
 delay(2); 
} 
 } else { // 如果温度小于27，关闭蜂鸣器
 noTone(8); //关闭蜂鸣器
 }
 if(millis() - tepTimer > 500){ // 每500ms，串口输出一次温度值
 tepTimer = millis();
 Serial.print("temperature: "); // 串口输出“温度”
 Serial.print(data); // 串口输出温度值
 Serial.println("C"); // 串口输出温度单位
 } 
}

成功下载完程序后，打开Arduino IDE的串口监视器。

设置串口监视器的波特率为9600。

就可以直接从串口中读取温度值，并尝试升高周围环境温度，或者用手直接接触LM35使其升温，串口可以很直观的看到温度有明显的变化。

蜂鸣器工作的条件是，一旦检测到环境温度大于27度，蜂鸣器鸣响，环境温度小于27度，则关闭蜂鸣器。

代码回顾

这段代码与我们项目六的大部分内容是相同的，代码中的大部分语法在前几项目中已经说过了，现在看起来是不是有点头绪了呢？

程序开始设置了三个变量：

第一二个变量就不说了，项目六中代码回顾中已作解释，第三个变量tepTimer，是一个无符号的长整型（unsigned long）用于存放机器时间，便于定时在串口输出温度值，由于机器运行时间较长，所以选用一个长整型，又由于时间不为负，则选用无符号长整型，对于变量类型不明确的，可以再回看下项目三相关解释。

setup()函数的第一句，我们想必已经很熟了，设置蜂鸣器为输出模式，有人可能会问为什么LM35不用设置呢？LM35是个模拟量，模拟量不需要设置引脚模式。

pinMode只用于数字引脚。串口可用的函数也有好多，可用查看语法手册。我们这里就先介绍几个常用的:

这个函数用于初始化串口波特率，也就是数据传输的速率，是使用串口必不可少的函数。直接输入相应设定的数值就可以了，如果不是一些特定的无线模块对波特率有特殊要求的话，波特率设置只需和串口监视器保持一致即可。我们这里就只是用于串口监视器。

再到loop()函数内部，开始部分又声明了两个变量val和data，注释中已对这两个变量进行说明了，这两个变量与前面声明的两个变量不同的是，这两个是局部变量，只在loop()函数内部起作用。关于全局变量和局部变量的区别，可以参看一下项目二中说明。

这里用到了一个新函数:

这个函数用于从模拟引脚读值，pin是指连接的模拟引脚。Arduino的模拟引脚连接到一个了10位A/D转换，输入0~5V的电压对应读到0~1023的数值，每个读到的数值对应的都是一个电压值。

我们这里读到的是温度的电压值，是以0~1023的方式输出。而我们LM35温度传感器每10mV对应1摄氏度。

从传感器中读到的电压值，它的范围在0~1023，将该值分成1024份，再把结果乘以5，映射到0~5V，因为每度10mV，需要再乘以100得到一个double型温度值，最后赋给data变量。

Arduino的通信伙伴——串口

串口是Arduino和外界进行通信的一个简单的方法。每个Arduino都至少有一个串口，UNO分别与数字引脚0(RX)和数字引脚1(TX)相连。所以如果要用到串口通信的，数字0和1不能用于输入输出功能。

Arduino下载程序也是通过串口来完成的。所以，当下载程序的时候，USB将占用了数字引脚0(RX)和数字引脚1(TX)。此时，在下载程序的过程中，RX和TX引脚不能接任何东西,否则会产生冲突。可以下载完之后，再接上。

在以后的使用过程中，需要注意，特别是一些无线通信模块，通常会用到TX、RX。所以下载程序时，需将模块先取下。避免造成程序下载不进去的情况。

后面进入一个if语句，对温度值进行判断。这里的if语句与之前讲的有所不同。if…else用于对两种情况进行判断的时候。

if…else语句格式：