基于單片機的水溫控制系統設計

蒙琴?彭森

摘 要：溫度控制系統可以說是無所不在，熱水器系統、空調系統、冰箱、電飯煲、電風扇等家電產品以至手持式高速高效的計算機和電子設備，均需要提供溫度控制功能。本系統的設計可以用于熱水器溫度控制系統和飲水機等各種電器電路中。它以單片機AT80C52為核心，通過3個數碼管顯示溫度和4個按鍵實現人機對話，使用單總線溫度轉換芯片DS18B20實時采集溫度并通過數碼管顯示，并提供各種運行指示燈用來指示系統現在所處狀態，如：溫度設置、加熱、停止加熱等，整個系統通過四個按鍵來設置加熱溫度和控制運行模式。

關鍵詞：單片機；數碼管顯示；單總線；DS18B20

1 引言

及時準確地得到溫度信息并對其進行適時的控制，在許多工業場合中都是重要的環節.水溫的變化影響各種系統的自動運作，例如冶金、機械、食品、化工各類工業中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等，對工件的水處理溫度要求嚴格控制。對于不同控制系統，其適宜的水質溫度總是在一個范圍。超過這個范圍，系統或許會停止運行或遭受破壞，所以我們必須能實時獲取水溫變化。對于，超過適宜范圍的溫度能夠報警。

傳統的溫度采集電路相當復雜，需要經過溫度采集、信號放大、濾波、AD轉換等一系列工作才能得到溫度的數字量，并且這種方式不僅電路復雜，元器件個數多，而且線性度和準確度都不理想，抗干擾能力弱。現在常用的溫度傳感器芯片不但功率消耗低、準確率高，而且比傳統的溫度傳感器有更好的線性表現，最重要的一點是使用起來方便。

2. 硬件電路設計

本次設計主要思路是通過對單片機編程將由溫度傳感器DS18B20采集的溫度外加驅動電路顯示出來，包括對繼電器的控制，進行升溫，當溫度達到上下限蜂鳴器進行報警。圖1為單片機AT89C52引腳圖。第一位到第八位地址會被P1采取是在對快速只讀存儲器進行編譯和程序檢驗的情況下。數字32到39處：都屬于P0接口，一個驅動電路的集電極開路的8位標準雙極晶體管電平的I/O口。任意的一個管腳能發動8個標準雙極晶體管電平，如果輸出端接連的是TTL數字電路，為TTL負載，把“1”付給端口P0時，能夠成為高電阻等效電阻。若是P0口要供給DB7到DB0的數據地址復用總線，就需要在詢問鏈接主程序的一個子程序和有有名隨機存儲器情形下，一個電阻就可以使P0口內部不確定的信號鉗位在高電平，并且有限制電流的功效。發送指令字節是為了研究程序按正確性，測試時需要連接一個能夠使其處在高電平的電阻；指令字節讓P0端口采納時實在快速擦寫只讀編程器編寫數字計算機的編碼指令的次序。

同時可以在系統里設定溫度上限值，由于加熱停止后，加熱管還有余熱當采集到的外界溫度高于當前所設定溫度上限值時，程序就會進入報警子程序，觸發蜂鳴器進行報警，電路原理圖如圖2所示。

發生溫度變換時，在 DQ 線上提供一強的上拉，這期間單總線上不能有其它的動作發生。如圖3所示，通過使用一個 MOSFET 把 DQ 線直接接到電源可實現這一點，這時DS18B20 工作在寄生電源工作方式，在該方式下 VDD 引腳必須連接到地。

3 結論

通過本次設計，使我們不僅對單片機這門課程有了更深刻的認識，懂得了如何運用課本知識結合實際來完成定時器的顯示和編程方法以及數碼顯示電路的驅動方法，使我們能夠很快的適應現代控制技術發展的需求，同時也提高了我們的思維能力和實際操作能力，為以后更好的走上工作崗位奠定了堅實的基礎。另外，還讓我更進一步的認識了關于AT80C52等芯片的引腳功能以及使用方法，使我學會了應用不同的芯片來配合完成整個設計的操作。

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作者簡介

蒙琴，邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業學生。

通訊作者（指導老師）

彭森，邵陽學院信息工程系教師。