陜西國(guó)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(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 程曉芳

基于STC89C52和DS18B20設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)易智能溫控報(bào)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(duì)溫度進(jìn)行控制的場(chǎng)合。

單片機(jī)，溫度傳感器，控制

溫度不管在工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、氣象環(huán)保還是在日常生活中都是一個(gè)重要的測(cè)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(bào)警器也由傳統(tǒng)的人工測(cè)控逐漸發(fā)展到當(dāng)代的完全智能化控制。本文溫控報(bào)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(cè),溫度顯示部分采用LCD顯示。本溫控報(bào)警器根據(jù)需要可設(shè)定不同的報(bào)警上下限，并具有掉電保存功能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)

以STC89C52單片機(jī)為控制核心，整個(gè)系統(tǒng)硬件部分包括溫度檢測(cè)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的溫度上下限進(jìn)行比較，由此作出判斷是否啟動(dòng)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(cè)到的溫度高于設(shè)置的上限溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)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(shí)指示燈亮；當(dāng)檢測(cè)到的溫度低于設(shè)置的下限溫度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)加熱繼電器工作模擬升溫，蜂鳴器報(bào)警同時(shí)指示燈亮。當(dāng)溫度上升到下限溫度以上時(shí)，停止加溫，蜂鳴器停止報(bào)警同時(shí)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(chǔ)空間，可直接使用串口下載。采用ATMEL非易失存儲(chǔ)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(shí)鐘電路和復(fù)位電路。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式或者外部方式產(chǎn)生，為了產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，在STC89C52單片機(jī)的芯片內(nèi)部已經(jīng)設(shè)置了一個(gè)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(shí)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(shí)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(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，也需要復(fù)位。整個(gè)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(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式，STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)是上電自動(dòng)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(cè)量，可編程的分辨率為9～12位，測(cè)量溫度范圍為-55—125℃，最高精度為±0．0625℃。使用時(shí)不需要任何外圍元件，工作電壓為3～5.5V，測(cè)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(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。光刻ROM中的64位序列號(hào)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(gè)DSl8820都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)1根總線上掛接多個(gè)DSl8820的目的。DSl8820溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量。DSl8820溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)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(gè)字，2行16個(gè)字、2行20個(gè)字等多種方式。本設(shè)計(jì)選擇常用的2行16個(gè)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(jì)的溫控報(bào)警器用STC89C52進(jìn)行溫度控制，DS18B20進(jìn)行溫度檢測(cè)，LCD1602進(jìn)行溫度顯示?？筛鶕?jù)需要可設(shè)定不同的報(bào)警上下限，并具有掉電保存功能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。