智能水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郭元翰

摘 要： 本文設(shè)計(jì)以單片機(jī)為主控芯片，DS18B20作為溫度傳感器，電熱棒作為升溫系統(tǒng)。通過單片機(jī)控制電磁繼電器的電熱棒通斷時(shí)間設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款智能水溫控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞： STC89C52；DS18B20；水溫控制；自動(dòng)調(diào)節(jié)

隨著社會(huì)的發(fā)展，智能化已是溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。溫度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸等場(chǎng)所。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)搭建了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并成功?shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)易溫度控制系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能水溫控制系統(tǒng)利用DS18B20溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果傳遞給單片機(jī)，初始溫度設(shè)置為20℃，報(bào)警溫度設(shè)置為70℃，通過繼電器使電熱棒或風(fēng)扇對(duì)水溫進(jìn)行升溫或降溫操作，使水溫保持設(shè)定的溫度范圍之內(nèi)。

二、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)控制模塊

主控芯片選擇AT89S52芯片，芯片負(fù)責(zé)傳感器數(shù)據(jù)讀取，并控制水溫智能控制系統(tǒng)。

2、傳感器模塊

DS18B20采用電源供電方式，此時(shí)DS18B20的1腳接地，2腳作為引線，3腳接電源。

3、報(bào)警電路

蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)IO引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。同時(shí)當(dāng)單片機(jī)引腳輸出低電平時(shí)，LED燈亮，當(dāng)單片機(jī)引腳輸出高電平時(shí)，LED滅。

三、軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

1、系統(tǒng)軟件流程圖

首先通過按鍵設(shè)置參考溫度，初始參考溫度為30度，按鍵按下一次溫度加/減一次。用過ds18b20來檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度，并在數(shù)碼管上顯示，當(dāng)檢測(cè)到溫度低于參考溫度時(shí)，單片機(jī)通過控制繼電器來控制電熱棒的通斷時(shí)間，從而控制水的加熱，當(dāng)水溫高與參考溫度時(shí)，單片機(jī)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)來對(duì)水進(jìn)行降溫，當(dāng)溫度大于70度時(shí)，紅燈亮，并且蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了水溫的控制和檢測(cè)、達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。智能水溫控制系統(tǒng)實(shí)物圖。

四、總結(jié)

本文設(shè)計(jì)一款適用性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的實(shí)時(shí)監(jiān)控，滿足不同用戶水溫的要求。系統(tǒng)成本低廉，結(jié)構(gòu)緊湊，操作非常簡(jiǎn)便，可擴(kuò)展性強(qiáng)，本設(shè)計(jì)完成了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭天祥.新概念51單片機(jī)C語言教程——入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略.北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2] 宋戈，黃鶴松，員玉良，蔣海峰.51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)范例大全.北京：人民郵電出版社，2010.

[3] 何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M].北京：北航出版社，2000.12 第3版.232～240.