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本方案中所設計的溫度控制器，采用AT89C51單片機作為內核，采用DS18B20作為溫度傳感器，通過(guò)四位LED顯示，通過(guò)循環(huán)掃描實(shí)現了兩路溫度的采集與顯示。 1.引言 目前，溫度控制器存在的問(wèn)題是如何縮減成本，減少功耗，溫度測量的準確性和多路溫度的同時(shí)顯示。本方案設計的實(shí)現基于C51單片機的兩路溫度控制器，做到成本最低化，精確度高，兩路溫度的顯示和控制，能在溫度超出設定的最高溫度時(shí)啟動(dòng)電風(fēng)扇進(jìn)行降溫，在溫度低于設定的最低溫度時(shí)啟動(dòng)蜂鳴器報警，能夠用戶(hù)設定最高最低溫。 2.系統結構 溫度控制器系統包括以下幾個(gè)主要部分：溫度傳感器，報警電路，LED顯示電路，鍵盤(pán)控制，89C51控制部分。如圖所示： 本系統設計實(shí)現：?jiǎn)?dòng)溫度控制器后，綠燈亮起，四位LED數碼顯示器上前兩位為溫度傳感器1所測的環(huán)境溫度，后兩位為溫度傳感器2所測的環(huán)境溫度。 3.硬件結構 3.1溫度傳感器 本設計采用的是DS18B20作為溫度傳感器，DS18B20與傳統的熱敏電阻相比具有精確度高，測量誤差小，方便實(shí)現多點(diǎn)測溫等優(yōu)點(diǎn)，因此用DS18B20作溫度傳感器。 3.2報警電路 本設計采用蜂鳴器和電風(fēng)扇報警電路。蜂鳴器報警電路由三極管和蜂鳴器組成。當溫度低于設定的最低溫度時(shí)，則蜂鳴器報警。電風(fēng)扇報警電路由三極管和電風(fēng)扇組成。當溫度高于設定的最高溫度時(shí)，則電風(fēng)扇報警。 3.3顯示電路 本系統采用L E D數碼顯示管顯示，LED亮度高，可視角度高。LCD的可視角度低，亮度較低，價(jià)格高�？紤]到此溫度傳感器主要用于溫室大棚等亮度不太高的環(huán)境，從經(jīng)濟與實(shí)用的角度來(lái)看選LED作為顯示器。 3.4鍵盤(pán)控制 本系統采用3個(gè)獨立的按鍵作為鍵盤(pán)控制電路。鍵盤(pán)一般分為獨立式和矩陣鍵盤(pán)兩種。獨立式鍵盤(pán)結構簡(jiǎn)單，但占用的資源較多;矩陣鍵盤(pán)結構比較復雜，但占用的口線(xiàn)少�？紤]到本設計所需按鍵數不多，采用三個(gè)獨立鍵盤(pán)完成兩個(gè)溫度傳感器溫度的設定。 3.5 89C51控制部分 本系統采用的是AT89C51，小電子產(chǎn)品用51，硬件設計電路如圖1所示。 4.軟件設計 本系統使用匯編語(yǔ)言編碼實(shí)現的，比C語(yǔ)言編碼的程序處理時(shí)間更快。 主程序中包含系統初始化，鍵盤(pán)掃描選擇子程序，溫度比較子程序，溫度測量子程序，溫度計算子程序，顯示子程序。 4.1主程序模塊 主程序中先對數據進(jìn)行初始化，然后調用鍵盤(pán)掃描子程序KEY_TEST，溫度比較子程序C O M P A R E，溫度采集子程序G E T _ T E M P，溫度顯示子程序D I S _ S E T和DISPLAY，再判斷采集，顯示第二個(gè)溫度傳感器的溫度值。編寫(xiě)程序如下： 4.2 LED顯示模塊 LED顯示可以分為動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種，靜態(tài)顯示占用更多口線(xiàn)，為了減少硬件成本，本設計采用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方法顯示兩個(gè)溫度傳感器的溫度值。 DISPLAY和DISPLAY1函數分別讀取第一個(gè)和第二個(gè)溫度傳感器的溫度并根據暫存單元的數據顯示兩個(gè)溫度傳感器的溫度。編程思路：根據SIGN標志來(lái)判斷轉入不同的顯示，將查表所得的數據存入不同的單元并顯示在LED上。 4.3鍵盤(pán)控制模塊 鍵盤(pán)通過(guò)設定SIGN標志來(lái)判斷設定第一個(gè)或者第二個(gè)溫度傳感器的最高溫或者最低溫，編程思路為：將SIGN初始設定為0，當第一個(gè)按鍵按下時(shí)將其賦為1，再次按下時(shí)加一，直到按到第5次重新賦值為0，根據SIGN的值確定進(jìn)行不同的設置。 4.4溫度傳感器模塊 根據溫度傳感器DS18B20完成溫度轉換所必須經(jīng)過(guò)的3個(gè)步驟，程序：MOV A，#0CCH//跳過(guò)ROM MOV A，#44H / /進(jìn)行溫度變換MOV A，#0BEH//讀暫存存儲器內容。 4.5報警模塊 當實(shí)時(shí)溫度高于設定的最高溫度時(shí)或者實(shí)時(shí)溫度低于設定的最低溫度時(shí)，單片機會(huì )控制蜂鳴器或者電風(fēng)扇工作，判斷當前溫度是否在正常范圍的函數為COMPARE，高溫部分程序如下： 5.仿真測試 我們對DS18B20寫(xiě)入程序之前，必須調試自己的程序。但我們不能看到程序是怎樣運行的。因此我們可以用仿真機來(lái)仿真，通過(guò)仿真機我們可以看到DS18B20發(fā)送過(guò)來(lái)的數據，讀出來(lái)的溫度值，所利用寄存的值的變化。系統連接示意圖如下圖所示： 我們現在能把DS18B20所采集到的溫度在PC機上顯示出來(lái)并且每一個(gè)溫度值顯示后換一行。試驗證明了系統實(shí)用性強，達到了預定的功能。 6.結語(yǔ) 本文提出了基于51單片機兩路溫度控制器的設計方案，該設計方案采用兩個(gè)DS18B20溫度傳感器，采集兩個(gè)不同地方的溫度，通過(guò)AT89C51處理進(jìn)行，由四位LED數碼管顯示所測量溫度，前兩位為第一個(gè)溫度傳感器的溫度，后兩位為第二個(gè)溫度傳感器的溫度。采用3個(gè)按鍵實(shí)現溫度最高和最低的設定，采用蜂鳴器和電動(dòng)機實(shí)現溫度過(guò)高或過(guò)低報警。然后又經(jīng)過(guò)過(guò)仿真測試證實(shí)了改設計方案經(jīng)濟適用，實(shí)用性強，能夠測量?jì)蓚�(gè)地方的溫度，滿(mǎn)足溫室大棚，室內家居，工業(yè)控制等不同環(huán)境下的使用。 |
