基于DS18B20及AT89C2051單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

第 28卷第 2期2009年 3月許昌學(xué)院學(xué)報JOURNAL OF XUCHANG UN IV ERSITYVol. 28. No. 2M ar. 2009文章編號 : 1671 - 9824 ( 2009) 02 - 0051 - 03基于 DS18B20和 AT89C2051單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計湯三 ,韓紅培(許昌學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 ,河南許昌 461000)摘要 :根據(jù)許昌學(xué)院燃煤鍋爐改造的技術(shù)要求 ,在 AT89C2051和 DS18B20芯片的基礎(chǔ)上 ,設(shè)計了系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng) ,并且測試效果良好.關(guān)鍵詞 :單片機 AT89C2051;溫度傳感器 DS18B20;溫度測量中圖分類號 : TP368. 2文獻標(biāo)識碼 : A節(jié)能減排指的是減少能源浪費和降低廢氣排放.我國“十一五”劃綱要提出 ,“十一五”間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低 20 %、要污染物排放總量減少 10 %.許昌學(xué)院積極響應(yīng)國家的號召把學(xué)院鍋爐房的燃煤鍋爐改為自動化設(shè)備 ,下面是控制系統(tǒng)的詳細設(shè)計方案.1系統(tǒng)方案及電路設(shè)計1. 1系統(tǒng)方案以 AT89C2051和 DS18B20為主的溫控系統(tǒng)如圖 1, AT89C2051單片機為控制核心 ,單線智能溫度傳感器 DS18B20負責(zé)溫度的采集.由溫度傳感器 DS18B20采集被控對象的實時溫度 ,提供給 AT89C2051的P3. 5口作為數(shù)據(jù)輸入1.本次設(shè)計中的對象為所處室內(nèi)水溫 ,用兩位數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度.1. 2系統(tǒng)電源系統(tǒng)中的單片機 AT89C2051和 DS18B20電源采用5 V直流電源 ,紅色發(fā)光二極管為上電指示燈2.1. 3數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集電路由一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20采集被控對象的實時溫度 ,提供給 AT89C2051的 P3. 5口作為數(shù)據(jù)輸入.在本次設(shè)計中我們所控的對象為所處圖 1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖室內(nèi)水溫.作為改進我們可以把傳感器與電路板分離 , DS18B20也非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng).1. 4報警電路簡介本文中所設(shè)計的報警電路較為簡單 ,由一個自我震蕩型的蜂鳴器 (只要在蜂鳴器兩端加上超過 3 V的電壓 ,蜂鳴器就會叫個不停 )和一個綠色發(fā)光二極管組成.在這次設(shè)計中蜂鳴器是通過三極管放大信號.在我們所要求的溫度達到一定的上界或者下界時 (在文中我們設(shè)置的上下界溫度均為 5) , AT89C2051的 P3. 7輸出一個信號經(jīng)過三極管放大驅(qū)動蜂鳴器 ,就會產(chǎn)生聲光報警.1. 5數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管顯示電路采用兩位數(shù)碼管動態(tài)顯示當(dāng)前溫度 ,因為單片機 AT89C2051的 P1口輸出的電流一般為 20 mA左右 ,為了延長數(shù)碼管的使用壽命 ,在電路中采用 560的限流電阻. AT89C2051中的 P3. 0和 P3. 1分別為數(shù)碼管 D 2和 D 1的選通端口3.1. 6系統(tǒng)電路設(shè)計通過對系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能分析 ,以及一些必要的保護電路功能的實現(xiàn) ,設(shè)計出系統(tǒng)硬件電路圖 ,如收稿日期 : 2008 - 06 - 11作者簡介 :湯三 ( 1980) ,男 ,河南南陽人 ,講師 ,研究方向 :控制理論和模式識別. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.規(guī)期主52許昌學(xué)院學(xué)報2009年 3月圖 2所示.該圖下面部分即為系統(tǒng)電源為 + 5 V的直流電源電路圖、DS18B20和單片機的 P3. 5口組成數(shù)據(jù)采集電路 ,報警電路則由綠色的發(fā)光二極管和三極管 Q 3組成 ,兩個數(shù)碼管部分則組成顯示電路.圖 2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計2系統(tǒng)軟件設(shè)計2. 1系統(tǒng)程序流程圖系統(tǒng)程序流程圖如圖 3所示4.2. 2主要系統(tǒng)程序代碼TEM PER _SX EQU 33H ;報警溫度上限TEM PER _XX EQU 34H ;報警溫度下限TEM PER _L EQU 36H ;從 DS18B20中讀回低位TEM PER _H EQU 35H ;從 DS18B20中讀回高位TEM PER _NUM EQU 60H ; DS18B20中讀出的溫度經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)TEM PER _GE EQU 61H ;數(shù)碼管個位存放內(nèi)存位置TEM PER _SH I EQU 62H ;數(shù)碼管十位存放內(nèi)存位置FLAG1 B IT 00H ; DS18B20標(biāo)志位DQ B IT P3. 5 ; DS18B20單總線口digit1 B IT P3. 0 ;十位顯示選通digit2 B IT P3. 1 ;個位顯示選通COLD _SW ITCH B IT P3. 4 ;涼水閥開關(guān)HOT_SW ITCH B IT P3. 3 ;加熱開關(guān)BUZZER B IT P3. 7;接蜂鳴聲光報警ORG 0000H 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第 28卷第 2期湯三 ,等 :基于 DS18B20和 AT89C2051單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計53AJM P MA INORG 0030HMA IN: MOV SP, #70HLCALL GET_TEM PER ;讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值LCALL TEM PER _COV ; DS18B20中讀出的溫度數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換LCALL D ISPLAY ;調(diào)用顯示子程序LCALL TEM PER _AL _SEARCH ;報警搜索調(diào)用程序LJM P MA INNOPLOW _ALARM:SET P3. 3 ;加熱開關(guān)SET P3. 7 ;啟動報警LCALL DELAY2 ; 2 s延遲CLR P3. 7RETH IGH _ALARM:圖 3系統(tǒng)程序流程圖CLR P3. 3 ;關(guān)閉加熱SET P3. 4 ;打開涼水水伐SET P3. 7 ;啟動報警LCALL DELAY2 ; 2 s延遲CLR P3. 7RET3結(jié)論經(jīng)過上述改造并進行試驗 ,許昌學(xué)院的鍋爐燃煤量比改造前節(jié)省了 20 % ,既減少了燃煤量 ,又減少了污染物的排放 ,從而達到了節(jié)能減排的目的.參考文獻 : 1 林伸茂 . 8051單片機徹底研究基礎(chǔ)篇 M .北京 :人民郵電出版社 , 2004. 2 張立科 .單片機典型外圍器件及實例 M .北京 :人民郵電出版社 , 2006. 3 張鑫 .單片機原理及應(yīng)用 M .北京 :電子工業(yè)出版社 , 2005. 4 范風(fēng)強 ,蘭嬋麗 .單片機語言 C51應(yīng)用實戰(zhàn)集錦 M .北京 :電子工業(yè)出版社 , 2005.Tempera ture Con trol System D esign ba sed on D S18B20and SCM AT89C51( College of E lectrica l and Inform a tion Eng ineering, X uchang U n iversity, X uchang 461000, Ch ina )boiler of Xuchang University, based on AT89C2051 and DS18B20. And the test result of this system is very good.Key words: SCM AT89C2051; temperature sensor DS18B20; temperature m easurement責(zé)任編輯 :衛(wèi)世乾 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. TANG San, HAN Hong2peiAbstract: The temperature control syst