李小卓

（來賓職業(yè)教育中心學(xué)校，廣西來賓546100）

基于AT89S52單片機的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計

李小卓

（來賓職業(yè)教育中心學(xué)校，廣西來賓546100）

介紹AT89S52單片機結(jié)合DS18B20可編程溫度傳感器完成的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計，該系統(tǒng)不需復(fù)雜的調(diào)控電路和A/D轉(zhuǎn)換電路便能完成數(shù)據(jù)采集和處理，并能根據(jù)設(shè)定值對環(huán)境溫度進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)控溫的目的。

AT89S52；DS18B20；溫度控制

傳統(tǒng)的水溫控制系統(tǒng)通常采用熱電偶、熱電阻和PN結(jié)溫度傳感器進行溫度采集，再經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換電路送入單片機而成，此類溫控系統(tǒng)由于傳感器靈敏度低，電路復(fù)雜容易受環(huán)境等干擾信號的影響，不適合測量微小的溫度變化。本文介紹采用可編程集成溫度傳感器設(shè)計水溫控制系統(tǒng)，DS18B20是集溫度傳感器、存儲器、寄存器、A/D轉(zhuǎn)換器于一體的單片數(shù)字集成溫度傳感器，具有體積小、接線方便、測量溫度范圍大、精度高等特點。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

水溫控制系統(tǒng)由AT89S52單片機、DS18B20溫度控制、顯示模塊、加熱控制（繼電器）、鍵盤輸入、散熱控制和報警控制七大模塊組成。控制溫度基準由鍵盤輸入并存入AT89S52，水溫由傳感器采集后經(jīng)DS18B20轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換后送入AT89S52與鍵盤輸入的基準溫度進行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號，若水溫高于基準溫度則啟動風(fēng)扇進行散熱降溫，若水溫低于基準溫度則繼電器吸合利用加熱裝置進行水溫加熱。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖[1]

2 硬件構(gòu)成

2.1 AT89S52單片機系統(tǒng)

AT89S52是具有8K可編程Flash存儲器，可在線編程（ISP）的低功耗、高性能微控制器。選用AT89S52作為水溫控制系統(tǒng)主芯片，不需擴展芯片，具有功耗小，電路簡單，系統(tǒng)性能穩(wěn)定等優(yōu)點。

2.2 DS18B20溫度傳感器

DS18B20是采用TO-92形式封裝的數(shù)字溫度傳感器，接線引腳為3個，溫度測量范圍為－55℃~＋125℃，測溫分辨率達0.062 5℃，工作狀態(tài)可為無外部電源供電和外部電源供電兩種模式，使用時可單片和多片并聯(lián)。DS18B20只需一根單線與單片機進行雙向通信，占用微處理器端口少，溫度測量模塊DS18B20通過DQ引腳與AT89S52的P3.3口進行連接通信。

2.3 加熱控制（繼電器）和報警控制模塊

單片機AT89S52的P1.3口控制繼電器，P3.7口控制報警蜂鳴器。如圖2所示。

圖2 加熱控制（繼電器）和報警控制模塊[1]

2.4 顯示模塊

顯示模塊采用四個數(shù)碼管的動態(tài)顯示溫度，單片機AT89S52的P0口送字符，P2口位選信號。如圖3所示。

圖3 顯示模塊控制圖[3]

2.5 鍵盤輸入模塊

基準溫度由三個按鍵控制，單片機AT89S52的P1.5接k1鍵進行溫度設(shè)定確定（Enter），P1.6接k2鍵進行溫度設(shè)定增大（UP），P1.7接k3鍵進行溫度設(shè)定減?。―OWN）。

3 軟件系統(tǒng)設(shè)計

3.1主程序控制流程圖

主控系統(tǒng)由AT89S52單片機控制模塊、溫度控制模塊、顯示模塊、鍵盤掃描模塊、繼電器控制模塊構(gòu)成。系統(tǒng)首先調(diào)用讀溫度程序，其次檢測DS18B20是否存在，如果存在則將溫度的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將BCD碼形式送入顯示模塊將顯示溫度值，如果DS18B20不存在則輸出錯誤處理程序，顯示屏顯示錯誤代碼“888”.鍵盤掃描模塊不斷檢測用戶有無溫度值修改，有修改繼電器控制模塊將輸出信號使繼電器吸合，加熱器通電加熱。如圖4所示。

圖4 主程序控制流程圖[4]

3.2 系統(tǒng)設(shè)計程序源碼

ORG 0000H

JMP MAIN

ORG 0100H

MAIN：MOV SP，#60H

MOV KEY_BUF_G，#00H

MOV KEY_BUF_S，#00H

MOV KEY_BUF_B，#00H

AA：CALL READ_WENDU

JB FLAG，BB

CALL ERR

JMP AA

BB：CALL DATA_DEA

CALL SET_DIS_BUF

CALL DISPLAY

CALL SCAN_KEY

CALL SWITCH

JMP AA

4 結(jié)束語

基于AT89S52和DS18B20設(shè)計完成的水溫控制系統(tǒng)，具有溫度顯示、溫度設(shè)定、自動控制及限溫報警等多項功能。本系統(tǒng)測溫及控溫范圍為－55℃～＋125℃，分辨率可達0.062 5℃，在溫度調(diào)節(jié)階段達到平衡溫度時間相對較短，經(jīng)現(xiàn)場測試及應(yīng)用中收到了相當(dāng)好的效果，在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中具有較高的應(yīng)用價值。

[1]鄭云水，杜麗霞.基于AT89S52單片機的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2008（6）：65-67.

[2]陳良光，管聰慧.由數(shù)字式傳感器DS18B20構(gòu)成的多點測溫系統(tǒng)[J].傳感器世界，1999（9）：32-35.

[3]雷建龍.基于模糊控制的水溫自動調(diào)節(jié)器[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2003（8）：53-54，65.

[4]韓小斌，朱永文．?dāng)?shù)字式溫度傳感器DS18B20及其應(yīng)用[J]．電子技術(shù)，2002（05）：43-44.

Microcomputer Temperature Control System Design Based on AT89S52 Single Chip

LI Xiao-zhuo
（Laibin Vocational Education Center School，Laibin Guangxi 546100，China）

The article introduces the AT89S52 single chip DS18B20 programmable temperature sensor to complete the water temperature control system design，the system does not need complex control circuit and A/D conversion circuit can complete data acquisition and processing，and can be adjusted according to the value of environmental temperature，achieve the purpose of temperature control.

AT89S52；DS18B20；temperature control

TP273

A

1672-545X（2016）11-0039-03

2016-08-11

李小卓（1974-），男，廣西荔浦人，高級講師，研究生，主要從事機電工程技術(shù)教學(xué)與研究。