基于51單片機的無線溫度控制系統設計

蘇康友

本文介紹一種無線多點溫度采集控制系統的設計和實現。本設計系統以STC89C52作為控制核心，采用傳感器DS18B20進行實時溫度檢測，并通過無線收發芯片NRF24L01進行數據傳輸，從而實現溫度數據的采集和無線遠程監控。

【關鍵詞】STC89C52 無線 溫度傳感器DS18B20

1 引言

隨著社會的發展，溫度的測量在工業領域和日常生活中變得越來越重要，對溫度測量和控制也提出了更高的要求。在市場上很多的測溫控制系統大多是采用有線連接的測溫裝置，主要由溫度傳感器、監控上位機和分線器等組成。它們之間的數據傳輸采用的有線電纜，而且大部分的溫度裝置都是單點測量，從而導致了溫度檢測數據傳遞不及時、精度不高的缺點，這些都不利于控制者根據溫度的實時變化，從而及時地做出相應的調節；更最重要的一點是這種系統布線比較復雜、維護很困難、成本高。基于此，本文提出了一種以單片機STC89C52為控制芯片，無線射頻芯片NRF24L01和集成溫度傳感器DS18B20的多路溫度數據采集和控制系統。

2 系統組成

系統以STC89C52單片機作為控制核心，傳感器DS18B20進行實時的溫度采集，采集到的數據以無線收發芯片NRF24L01進行無線傳送，并在上位機的液晶顯示屏LCD128上顯示該數據，從而進行溫度調節，系統如圖1與圖2所示。

3 硬件設計

3.1 主控芯片

STC89C52單片機系統由單片機、時鐘電路，復位電路組成（如圖3所示），具有速度快，功耗低，性價比高的優點。

3.2 溫度傳感器DS18B20

3.2.1 DSl8B20內部結構

如圖4所示。

3.2.2 DSl8B20有4個主要的數據部件：

（1）64位ROM：8位CRC和48位序列號。

（2）溫度靈敏元件。

（3）非易失性溫度報警觸發器TL、TH。

（4）配置寄存器，其各位定義如表1所示。

（5）以16位二進制補碼進行讀數，采用 0.062 5℃/LSB 形式表達，（如表2 DS18B20 中的溫度傳感器對溫度的測量值）。

4 程序設計

4.1 主程序流程圖

（1）發射端主要由STC89C52單片機最小系統、溫度采集電路和無線發送模塊NRF24L01組成。發射端程序流程圖（如圖5所示）。

（2）接收端由STC89C52單片機最小系統、液晶LCD128顯示電路、無線收發芯片NRF24L01、報警電路組成。接收端程序流程圖（如圖6所示）。

4.2 子程序流程圖

數字溫度傳感器DS18B20讀溫度程序（如圖7所示）。

5 仿真

采用protues進行溫度采集系統的仿真，確定溫度采集系統的可行性（如圖8）。

6 結語

本設計的無線溫度控制系統不僅具有硬件結構簡單、精確度高、成本低等特點，而且性能很穩定，特別適用于對測溫精度要求較高，但是不宜進行有線傳輸的場合，可用于溫室大棚無線測控，窯爐無線溫度檢測，高壓接點無線測溫等，應用前景非常廣闊。

作者單位

廣東白云學院 廣東省廣州市 510000