張敏菊

摘 要：本文主要介紹了一個基于89S52單片機的校園測溫系統(tǒng)，描述了利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20來實現(xiàn)智能測溫的過程。主要對傳感器在單片機下的硬件設(shè)計方案進行了分析，該系統(tǒng)可以方便的實現(xiàn)溫度采集和顯示，并進行報警溫度，使用方便。

關(guān)鍵詞：單片機；測溫系統(tǒng)；溫度采集

人們對環(huán)境的監(jiān)測有許多參數(shù)，包括溫度、濕度、聲音等等，其中溫度檢測在環(huán)境檢測中占重要位置，而且應(yīng)用廣泛。比如氣象預(yù)報，溫室大棚，醫(yī)院病房等，與日常生活息息相關(guān)。除此之外，在工業(yè)控制現(xiàn)場，溫度控制同樣起著重要作用。所以，研究溫度監(jiān)控系統(tǒng)意義非凡。本文主要論述在校園環(huán)境下，校園計算機房，恒溫實驗室，校園安全監(jiān)控室等對環(huán)境溫度有特殊要求的地點，用單片機實現(xiàn)多點溫度監(jiān)控。

1 單片機概述

本系統(tǒng)采用ATMEL公司的AT89s52單片機為控制核心。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8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在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

2 校園多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計思路

系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報警調(diào)整電路，單片機主控電路等。其中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限范圍內(nèi)時，發(fā)出報警鳴叫聲音，同時LED數(shù)碼管將沒有被測溫度值顯示。

2.1 單片機模塊

單片機模塊是指以單片機芯片為核心，外加復(fù)位電路和晶振電路所構(gòu)成的基本工作電路。復(fù)位電路：由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，由圖2所示，結(jié)合“電容電壓不能突變”的性質(zhì)，可以知道，當系統(tǒng)一上電，RST腳將會出現(xiàn)高電平，并且，這個高電平持續(xù)的時間由電路的RC值來決定。典型的51單片機當RST腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復(fù)位。所以，適當組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。一般推薦C取10u，R取8.2K，當然也有其他取法的，原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個機周期的高電平。晶振電路：典型的晶振取11.0592MHz（因為可以準確地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通訊的場合）/12MHz（產(chǎn)生精確的uS級時間，方便定時操作）。單片機：可以采用AT89S51/52或其他51系列兼容單片機芯片。特別注意：對于31腳（EA/Vpp），當接高電平時，單片機在復(fù)位后從內(nèi)部ROM的0000H開始執(zhí)行；當接低電平時，復(fù)位后直接從外部ROM的0000H開始執(zhí)行。

這個基本電路在很多的設(shè)計制作中可以直接使用。

2.2 溫度采集模塊

這里采用DALLAS公司的數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為測溫元件。DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20體積小、適用于多種場合。DALLAS半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。溫度測量范圍為-55～+125攝氏度，可編程為9位～12位轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.0625攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出：其工作電源既可以在遠端引入，也可以采用寄生。多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，十分方便。圖2給出了一個DS18B20與單片機的連接。

2.3 顯示電路

單片機顯示方式有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示2種，動態(tài)顯示，也稱為掃描顯示。本文給出的顯示器由6個共陰極LED數(shù)碼管構(gòu)成。單片機的P0口輸出數(shù)碼管顯示段碼，由一片74LS245輸出給LED管；位碼來自單片機的P2口。在顯示實時溫度時，讓數(shù)碼管根據(jù)采集的溫度值，對各點的溫度每隔一定的時間，輪流在顯示屏上顯示。

2.4 溫度報警電路

當測試的溫度超過設(shè)定的溫度值時，系統(tǒng)會產(chǎn)生報警。報警時單片機產(chǎn)生一定頻率的脈沖，由P2.7引腳輸出，P2.7外接一只三極管來驅(qū)動楊聲器發(fā)出聲音，以便維護，從而達到報警的目的。如圖4所示。

2.5 溫度監(jiān)測系統(tǒng)工作過程

DS18B20采集實時溫度值，單片機得到數(shù)值以后控制數(shù)碼管顯示，當溫度值超過上下限時，驅(qū)動報警電路，報警器響。

3 結(jié)束語

本系統(tǒng)可以檢測的溫度范圍大，實時顯示時差短，但是在溫度顯示部分可以做進一步的優(yōu)化。在校園多點進行溫度監(jiān)測，有利于校園環(huán)境溫度的控制，能及時發(fā)現(xiàn)校園安全隱患，對校園的實驗室，教室、宿舍等多個公共區(qū)域的溫度進行有效監(jiān)控，利于試驗條件，教學(xué)條件，住宿條件等的及時改善，是智能化校園管理的有力措施。

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