雙功能溫度控制系統(tǒng)研究

趙赫 張子揚 張可菊

【摘要】本設(shè)計主要應(yīng)用AT89S52單片機、DS18B20數(shù)字溫度傳感器等芯片設(shè)計了一個雙功能溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度采集、顯示、控制等功能。

【關(guān)鍵詞】雙功能溫度控制;傳感器;單片機

溫度是工業(yè)對象中主要的被控參數(shù)之一。溫度及濕度的測量和控制對人類日常生活方方面面、工業(yè)生產(chǎn)過程中、氣象預(yù)報預(yù)測過程中、物資倉儲存儲過程中等都起著極其重要的作用。

1. 單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計

本設(shè)計選用AT89S52的最小系統(tǒng)，AT89S52內(nèi)部有4KB閃爍存儲器，芯片本身就是一個最小系統(tǒng)。AT89S52最小系統(tǒng)電路如圖1所示。

2. 系統(tǒng)原理框圖

雙功能溫度控制系統(tǒng)以AT89S52單片機作為主控機，周邊設(shè)備使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20、按鍵、顯示驅(qū)動芯片74HC574、加溫器、制冷器等元器件分別實現(xiàn)溫度采集、顯示、控制等功能。系統(tǒng)組成原理圖如圖1所示。

3. 按鍵電路的設(shè)計

按鍵設(shè)定溫度值，此部分將復(fù)位電路和鍵盤連接起來。其中K4為復(fù)位按鍵設(shè)定溫度值，此部分將復(fù)位電路和鍵盤連接起來。其中K4為復(fù)位鍵，K1為設(shè)定溫度鍵，K2為增加設(shè)定溫度，K3減低設(shè)定溫度。復(fù)位的功能是把程序計數(shù)器PC值初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。本系統(tǒng)采用的是按鈕復(fù)位電路，當(dāng)按鈕按下時RST上出現(xiàn)高電平，實現(xiàn)操作復(fù)位。按鍵電路的原理圖如圖2所示。

本文的按鍵采用低電平有效，為保證按鍵斷開時在單片機的I/O有確定的高電平，而電流保持較小的值1mA以防突然大電流燒壞元器件，按鍵電路中使用了阻值是10K的上拉電阻（R12～R14）。

4. 溫度控制和報警系統(tǒng)

該電路為低溫報警和升溫輸出，當(dāng)溫度過低時，加熱器動作使溫度上升，報警器報警;直到溫度等于或高于設(shè)定溫度加熱器才停止動作，報警器停止。當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度，制冷器動作使溫度下降，報警器報警;直到溫度等于或低于設(shè)定溫度制冷器停止動作，報警器停止報警。溫度控制和報警電路如圖3所示。

系統(tǒng)設(shè)計過程中采用了先進的數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的模擬溫度電路測量，解決了引線誤差補償和放大電路零點漂移等技術(shù)問題，取得了良好的測溫效果。

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作者簡介：趙赫、1997年9月出生、男、漢族、沈陽工學(xué)院，學(xué)生。張子揚、1997年11月出生、男、漢族、沈陽工學(xué)院、學(xué)生。張可菊（通訊作者），1978年5月出生，女，漢族，遼寧人，沈陽工學(xué)院，副教授。