陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 程曉芳

基于STC89C52單片機(jī)的智能溫控報警系統(tǒng)設(shè)計

陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 程曉芳

基于STC89C52和DS18B20設(shè)計了一款簡易智能溫控報警器，采用液晶顯示溫度，具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用小范圍的機(jī)房、農(nóng)業(yè)大棚等需要對溫度進(jìn)行控制的場合。

單片機(jī)，溫度傳感器，控制

溫度不管在工農(nóng)業(yè)、國防、氣象環(huán)保還是在日常生活中都是一個重要的測量參數(shù)，溫度傳感器也經(jīng)歷了傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器到模擬集成溫度傳感器再發(fā)展到如今的數(shù)字式智能傳感器，而溫控報警器也由傳統(tǒng)的人工測控逐漸發(fā)展到當(dāng)代的完全智能化控制。本文溫控報警器選用STC89C52單片機(jī)進(jìn)行控制,環(huán)境溫度采用DSl8B20進(jìn)行檢測,溫度顯示部分采用LCD顯示。本溫控報警器根據(jù)需要可設(shè)定不同的報警上下限，并具有掉電保存功能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，適合用于日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度控制。

1.系統(tǒng)硬件設(shè)計

以STC89C52單片機(jī)為控制核心，整個系統(tǒng)硬件部分包括溫度檢測部分、溫溫度顯示部分和電源部分等組成。系統(tǒng)利用單片機(jī)獲得溫度傳感器實時數(shù)據(jù)并與系統(tǒng)設(shè)計的溫度上下限進(jìn)行比較，由此作出判斷是否啟動繼電器以開啟設(shè)備。通過按鍵可設(shè)置上下限溫度值，當(dāng)檢測到的溫度高于設(shè)置的上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動制冷繼電器工作，模擬風(fēng)扇開始模擬降溫，使溫度下降，同時指示燈亮；當(dāng)檢測到的溫度低于設(shè)置的下限溫度時，系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器工作模擬升溫，蜂鳴器報警同時指示燈亮。當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時，停止加溫，蜂鳴器停止報警同時指示燈滅。

1.1 STC89C52單片機(jī)

系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為控制核心，進(jìn)行溫度采集、信息顯示及控制。STC89C52是STC公司推出的低功耗、高度可靠的CMOS8位微控制器，使用MCS-51內(nèi)核，具有系統(tǒng)可編程FLASH，集成512字節(jié)的RAM，4K字節(jié)EEPROM存儲空間，可直接使用串口下載。采用ATMEL非易失存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出引腳相兼容。

STC89C52單片機(jī)控制電路包括時鐘電路和復(fù)位電路。時鐘可以由內(nèi)部方式或者外部方式產(chǎn)生，為了產(chǎn)生時鐘信號，在STC89C52單片機(jī)的芯片內(nèi)部已經(jīng)設(shè)置了一個反相放大器，使用的工作方式是自激振蕩。單片機(jī)晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快。單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振提供的時鐘頻率上。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，當(dāng)程序運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，也需要復(fù)位。整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。復(fù)位操作方式有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式，STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)是上電自動復(fù)位方式。

1.2 DS18B20溫度傳感器

DSl8820溫度傳感器由DALLAS半導(dǎo)體公司研制的集成智能數(shù)字化溫度傳感器。該傳感器支持“一線總線”接口，可方便進(jìn)行多點(diǎn)溫度測量，可編程的分辨率為9～12位，測量溫度范圍為-55—125℃，最高精度為±0．0625℃。使用時不需要任何外圍元件，工作電壓為3～5.5V，測量結(jié)果以9-12位串行方式輸送給CPU。DSl8820具有體積小，使用方便，抗干擾性能好，精度高等特點(diǎn)。

DSl8820內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由4部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好，可以看作是DSl8820的地址序列碼。光刻ROM的作用使每一個DSl8820都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)1根總線上掛接多個DSl8820的目的。DSl8820溫度傳感器可完成對溫度的測量。DSl8820溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括9B高速暫存RAM和非易失性的可電擦除的EEPROM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH，TL和結(jié)構(gòu)寄存器。

1.3 溫度顯示

為了能夠提供形象直觀的用戶顯示界面，系統(tǒng)采用圖形液晶顯示模塊LCDl602，其具有功耗較低、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等特點(diǎn)。這是一種5*7點(diǎn)陣圖形顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示內(nèi)容可以分為1行16個字，2行16個字、2行20個字等多種方式。本設(shè)計選擇常用的2行16個字的1602模塊，主要用來顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度和設(shè)置的上下線溫度。

2.結(jié)論

本文設(shè)計的溫控報警器用STC89C52進(jìn)行溫度控制，DS18B20進(jìn)行溫度檢測，LCD1602進(jìn)行溫度顯示?？筛鶕?jù)需要可設(shè)定不同的報警上下限，并具有掉電保存功能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，具有精度高、量程寬、靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，適合用于日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度控制。

本論文受基金Gfy16-18資金支持。