基于單片機(jī)的奶瓶溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王麗娟 席守義

摘? 要：本設(shè)計(jì)使用STC89C51單片機(jī)為核心芯片，DS18B20作為溫度檢測模塊，LCD1602顯示溫度值，當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)，啟動(dòng)加熱功能;當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，該系統(tǒng)中斷加熱，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警功能。設(shè)計(jì)簡單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);溫度傳感器;設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）33-0045-02

Abstract： This design uses STC89C51MCU as a core chip， with DS18B20 as a temperature detection module， and LCD1602 displays the temperature value. When temperature drops below a set temperature， start heating function; when temperature is higher than a set temperature， the system stops heating and realizes automatic alarm function. Simple design， low cost and strong practicability are characteristic of this system.

Keywords： single chip microcomputer; temperature sensor; design

1 概述

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快和生活壓力的增加，越來越多的家長白天上班，身心疲憊，晚上回到家還要照顧孩子。特別是小嬰兒，間隔3個(gè)小時(shí)左右就要給小嬰兒喂奶，而且牛奶的溫度對于嬰兒的順利進(jìn)食也有一定的影響。牛奶溫度過低，不利于孩子腸胃吸收;牛奶溫度過高，可能會(huì)燙傷孩子，特別是夜間喂奶，家長處于半睡半醒間給孩子喂奶，可能會(huì)忽略牛奶溫度，加劇嬰兒的哭鬧，嚴(yán)重影響了家長的睡眠質(zhì)量和身心健康。為了減少家長的負(fù)擔(dān)，設(shè)計(jì)了一款奶瓶溫控系統(tǒng)，使奶瓶溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)，提高小嬰兒喂奶效率，增加家長休息時(shí)間。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的奶瓶溫控系統(tǒng)，它由單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫度檢測系統(tǒng)、蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)構(gòu)成。通過對元器件的綜合考慮：控制芯片選用STC89C51;溫度傳感器使用DS18B20;顯示模塊采用LCD1602液晶顯示屏;用按鍵設(shè)置所需的溫度，并將設(shè)置好的溫度的值保存在控制芯片的EEPROM中。總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

3 硬件設(shè)計(jì)

此設(shè)計(jì)中， DS18B20溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測瓶內(nèi)牛奶的溫度，并傳送到單片機(jī)進(jìn)行處理，數(shù)碼管顯示結(jié)果，當(dāng)牛奶溫度低于所設(shè)定的溫度值時(shí)，對牛奶進(jìn)行加熱，并保持在設(shè)定好的溫度值。牛奶溫度的設(shè)定值通過按鍵進(jìn)行設(shè)置。原理圖如圖2所示。

4 軟件設(shè)計(jì)

程序首先進(jìn)行初始化，再進(jìn)行判斷是否達(dá)到中斷，若為否則繼續(xù)判斷。接下來通過按鍵設(shè)置牛奶溫度的上下限，溫度顯示在顯示屏上。如圖3所示。

5 實(shí)物調(diào)試

系統(tǒng)仿真圖如圖4所示。

通過一系列的軟件、硬件調(diào)試之后本設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能都如期實(shí)現(xiàn)，實(shí)物圖如圖5所示。

6 總結(jié)

本設(shè)計(jì)通過DS18B20溫度傳感器接收到的信號傳輸至單片機(jī)，最終在LCD1602液晶顯示屏上顯示當(dāng)前奶瓶溫度，而且可以通過按鍵進(jìn)行設(shè)置奶瓶溫度數(shù)值。當(dāng)溫度值小于設(shè)定的溫度下限時(shí)，熱的快就開始加熱;當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，繼電器關(guān)閉，熱得快也隨著停止，蜂鳴器報(bào)警，基本實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。

本次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性強(qiáng)。但在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，意識(shí)到了系統(tǒng)存在一些問題，這些問題是我們將來改進(jìn)提升的關(guān)鍵。（1）結(jié)合實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)際情況，在夜間使用時(shí)蜂鳴器可能會(huì)影響家長和孩子的休息，在后期的改進(jìn)中，去除蜂鳴器或者增加設(shè)置取消蜂鳴器在夜間報(bào)警。（2）由于時(shí)間和能力的限制，實(shí)物比較簡單粗糙，在后期的改進(jìn)設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作能力，完善實(shí)物。（3）本系統(tǒng)奶瓶功能具有一定局限性，只能處理加熱和保溫，對于快速散熱還需要加強(qiáng)研究。而且隨著智能化的發(fā)展，奶瓶的設(shè)計(jì)不能止步于此，還可以增加攪拌功能等，使奶瓶系統(tǒng)更加人性化，智能化。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚剛，司維超，顧佼佼，等.基于單片機(jī)的溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2019（08）：29-32+36.

[2]施春英，李程.復(fù)雜環(huán)境下傳感器性能校準(zhǔn)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].計(jì)測技術(shù)，2019，39（04）：73-79.

[3]王子亮.基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].現(xiàn)代鹽化工，2019，46（06）：72-73.