基于51单片机的多点温控系统设计.doc
基于51单片机的多点温控系统设计摘要：近年来，随着经济和科技的发展以及人民生活水平的提高，对温控技术的要求越来越高，甚至直接影响着工业、农业的生产效率和生产安全，对人民生活有着极大的影响。本文基于多点温控的要求，运用现代数字传感技术、单片机技术，研究设計了一套能连续高精度调温的智能多点温控系统，能有效的满足工业、农业以及人民日常生活对温控系统的需要。关键词：51单片机 智能温探系统 多点温度检测中图分类号: tm412文献标识码：a文章编号：1007-9416(2012)02-0026-011、引言随着我国经济和科技的发展以及人民生活水平的提高，对温控技术的要求越来越高。温控技术的高低，甚至直接影响着工业、农业的生产效率和生产安全，对人民生活有着极为重大的影响。近年来，虽然随着嵌入式技术、計算机技术以及通信技术的发展，智能温控技术得到了极大的提高，并被广泛应用于工业过程、智能楼宇、农业生产等从多领域，但依然存在不少缺陷，常常因为温控系统存在问题造成事故。基于安全性、可靠性、稳定性的要求，本文以温室对温控系统的需要为出发点，设計了一套基于51单片机的多点温控系统，能有效的满足现代工业、农业以及人民生活对温控系统的需要。2、硬件设計本方案所设計的多点温控系统，是为了测量并控制温室内的温度，使温室内的保持在合适的范围，以促进温室内作物的生长并提高产量。为了在降低系统造价的同时提高系统性能，保持系统稳定性、时效性以及精度等方面的要求，本系统采用at89c52作为系统控制核心，以ds18b20作为温度检测元件，以lcd1602模块作为显示电路，并使用8550作为报警电路，同温度控制系统、键盘输入系统以及基本电路系统，构建出整个基at89c52的多点温控系统。2.1 控制核心at89c52at89c52是低电压、高性能的8位单片机，采用了高密度、非易失性存储技术，且与mcs-51指令系统完全兼容，并内置8位中央处理器和flash存储单元，在复杂系统场合应用能力极强。at89c52具有40个引脚，32个i/o端口，并内含2个外中断口，3个16位可编程定时計数器，2个全双工串行通信口，功能极为强大。同时，at89c52能够采用常规方法编程，反复可擦写flash存储器更有效的降低了系统开发成本。由于at89c52本身就是一个最小应用系统，在构建多点温控系统时只需要接上时钟电路和复位电路即可，简单可靠，使用方便，维护和开发都较为容易。基于at89c52以上优点，本方案将之作为了系统的控制核心。2.2 智能温度传感器ds18b20ds18b20是dallas公司推出的改进型智能数字温度传感器，比传统热敏电阻拥有更多的优点。采用一线总线传佃方式，使ds18b20同中央处理器之间仅需要通过一根线就可以直接读出被测温度，并能采用编程方法根据实际需要选择读数方式。同时，由于ds18b20具有唯一性系列号，因此可以将多个ds18b20共存于同一条单线总线上，适合本方案多点温度监测与控制的需求。2.3 键盘输入模块目前采用的键盘输入模块有编码式键盘和非编码式键盘两种，在单片机组成的测控系统中，多采用非编码式键盘，依靠软件来对输入进行识别。基于本系统输入系统的需求，也采用非编码式键盘构建输入模块，采用独立连接方式，以简化输入程序的编写。2.4 显示模块lcd1602lcd1602是一种专用于显示字母、符号、数字的点阵型液晶模块，位数多、显示内容丰富、程序简单，采用标准的16脚接口，能很好的与at89c52芯片直接连接，显示各种数据和图形。考虑到本系统主要用于显示数字符号，因此汉字采用提取字模用二进制形式的方式保存使用，以降低系统造价。2.5 报警电路为了更好的使温控系统发生作用，本系统构建了一套报警系统，报警器无源蜂鸣器构成，构建出一个简单的音响电路，由于采用无源蜂鸣器，因此采用单片机的一个引脚作为无源蜂鸣器的驱动源，该i/o输出低电平时，蜂鸣器不发声，当输出脉冲信号时，蜂鸣器发声。2.6 控制模块控制模块是整个系统的后向通道，将单片机处理后的数字信号用于对控制对象的控制。基于温室温控系统的需要，本系统控制模块采用加热器、风扇作为控制模块终端，当温度低于一定数值时，引脚给出一个高电平，经三极管放大使继电器工作，驱动加热器和风扇运行。3、系统软件设計为了提高系统的扩展能力和兼容性，本系统软件设計采用模块化设計方案，主要分为主程序模块、功能模块、运算控制模块三个部分。通过主程序模块实现各子程序间的跳转，功能模块包括a/d转换子程序、键盘子程序、显示子程序、继电器控制程序、报警子程序等。主程序需要完成系统的初始化、从温度传感器读取温度、保存温度至相应寄存器、判断温度是否超过预设范围、发出控制指令控制风扇和加热器的开启与关闭。显示子程序根据温度传感器所采集到的数据，由单片机将段选码发送至pb口进行显示操作，显示各点采集温度，同时根据键盘输入设置温度，显示用户设置温度标准。报警子程序将采集到的数据经单片机处理加工后，与用户设定的温度标准进行对比，如果越限，就按照相应设置机制发出相信号，使蜂鸣器发出声音警，通知工作人员采取措施。4、结语由于篇幅原因，本文未对基于51单片机的多点温控系统设計作详细电路图、软件编码的介绍，只是对系统硬件构件及软件编程思路进行了分析。本系统采用单片机和智能温度传感器构建出的多点温控系统，能有效的同时测量多点温度，并根据用户设定实时控制相关元件完成加温或降温功能，能很好的将温室温度控制在合适范围，以促进农作物生长，并能通过相关因子的增加修改，应用于其它温控领域，有极高的实际应用价值。参考文献1孟宪玲.浅析数字温度传感器ds18b20的应用j.中国科技信息,2007(3).2陆泽春.ds18b20集成温度传感器原理及其应用j.今日科苑,2007(4).3张海.基于at89c51和ds18b20的最简温度测量系统的设計j.现代电子技术,2007(9).
