何奕飛

【摘要】本文主要介紹單片機(jī)在溫度控制中的應(yīng)用，該儀器采用美國Intel公司八位單片機(jī)作為控制核心，配以DS18B20構(gòu)成的智能溫度測量裝置及其他集成電路，加上精心對軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了儀表智能化。可以設(shè)置上下限報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。同時(shí)， LED顯示器直接跟蹤顯示被控對象的溫度值，準(zhǔn)確度高，顯示清晰，穩(wěn)定可靠，使用方便。主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用。它具有結(jié)構(gòu)簡單，不需要外接元件，可有用戶設(shè)置溫度報(bào)警界限等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】AT89S52單片機(jī);溫度傳感器;DS18B20;顯示器LCD1602

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn).能夠獨(dú)立工作的溫度檢測和顯示系統(tǒng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻為溫度敏感元件。熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號處理電路，而且可靠性相對較差，測溫準(zhǔn)確度低，檢測系統(tǒng)也有一定的誤差。與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，這里設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫精確，數(shù)字顯示，適用范圍寬等特點(diǎn)。選用AT89S52單片機(jī)作為主控制器件，DSl8B20作為測溫傳感器通過LCD1602并行傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。通過DSl8B20直接讀取被測溫度值，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，該器件的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，線性度較好，在-55℃～125℃最大線性偏差小于0.1℃。該器件可直接向單片機(jī)傳輸數(shù)字信號，便于單片機(jī)處理及控制。另外，該溫度計(jì)還能直接采用測溫器件測量溫度，從而簡化數(shù)據(jù)傳輸與處理過程。

一、總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于單片機(jī)的溫度測量電路，傳統(tǒng)的溫度檢測系統(tǒng)采用熱敏電阻等溫度敏感元件，熱敏電阻雖然成本低，但是需要后續(xù)信號處理、A/D轉(zhuǎn)換處理等才能將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，不但電路復(fù)雜，可靠性和精度也相對較低，在應(yīng)用中還需要解決引線誤差補(bǔ)償、干擾等問題，故傳統(tǒng)方案不可取。進(jìn)而非常容易考慮到使用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，單片機(jī)除了可以測量電信號外，還可以用于溫度、濕度等非電信號的測量，能獨(dú)立工作的單片機(jī)溫度檢測、溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于很多領(lǐng)域。

本設(shè)計(jì)中，溫度傳感器采用DS18B20，控制器采用AT89S52，顯示電路采用LCD1602液晶顯示器實(shí)現(xiàn)，總體方框圖如下：

1、DS18B20溫度傳感器

本次采用DS18B20測溫芯片，DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體器件公司推出的單總線數(shù)字化智能集成溫度傳感器。它具有節(jié)省I/O口線資源、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。DS18B20溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9—12位的 數(shù)字值讀數(shù)方式。

2、AT89S52單片機(jī)。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。

3、最小系統(tǒng)模塊（1）復(fù)位電路。采用的是按鍵電平復(fù)位電路，按鍵電平復(fù)位是通過復(fù)位端經(jīng)電阻與VCC電源接通而實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要。一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，首先要檢查是否能復(fù)位成功。（2）振蕩電路。單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，分別是89S52的19腳和18腳。在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，電容器的選擇通常取30pF左右時(shí)，對振蕩頻有微調(diào)作用。振蕩頻率范圍是1.2Mhz-12Mhz。

4、報(bào)警電路。系統(tǒng)中的報(bào)警電路是由發(fā)光二極管和限流電阻組成，并與單片機(jī)的P2.6端口連接。

二、主程序流程圖

三、結(jié)束語

本次設(shè)計(jì)，加深了對單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，創(chuàng)新可以是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使之功能不斷完善，本次設(shè)計(jì)，通過在原有的計(jì)數(shù)器系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，使之增添了暫停、計(jì)數(shù)、清零等的三個(gè)控制功能，使之成為一個(gè)更加適用，功能更加完備的屬于自己的一個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)結(jié)果能夠符合題意。