基于AT89S52單片機的溫度控制器設計

史新鵬

摘要：文章實現了一種基于AT89S52單片機的室內溫度控制器，采用數字傳感器DS18B20構成測溫單元，完成對溫度的采集、轉換和傳輸任務，并用兩個四位數碼管實時顯示當前室內的溫度值，并與事先設定的溫度值進行比較，最后將比較結果通過單片機以開關量的輸出方式控制固態(tài)繼電器的通斷，從而控制加熱裝置對室內進行加熱操作，達到調節(jié)室內溫度的目的。

關鍵詞：單片機；DS18B20；固態(tài)繼電器；溫度控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）10-0024-02

在漫長的冬季，特別是北方地區(qū)，如果室內暖氣不理想的話，居室內溫度會很低，這將在很大程度上影響到住戶的正常生活與身體健康。這時，住戶往往會使用一些諸如電暖器等用電設備來為家庭取暖。然而，目前市場上的電暖器往往只能完成加熱這個簡單的功能，特別是電暖器如果在使用者夜間休息時使用的話，很可能一整夜都在加熱工作，這樣不僅不安全，而且還造成了電能的浪費。如果有一種電暖器能夠智能地完成加熱工作的話（即當室內溫度值低于一個最低正常值時，電暖器就自動加熱；當室內溫度值高于一個最高正常值時，電暖器就自動停止加熱），將給使用者的生活帶來很大方便與實惠?；诖四康模疚脑O計了一款溫度控制器。系統(tǒng)的核心控制器使用AT89S52單片機，采用數字傳感器DS18B20構成測溫單元，并用數碼管作為溫度顯示器，通過單片機的輸出量控制固態(tài)繼電器交流引腳的導通與斷開，從而控制加熱裝置是否對室內進行加熱操作，以達到調節(jié)室內溫度的目的。

一、總體設計方案

該系統(tǒng)使用AT89S52單片機作為核心控制器，系統(tǒng)輸入端包含電源模塊和溫度采集模塊，系統(tǒng)輸出端包含溫度顯示模塊和溫度控制模塊。

二、系統(tǒng)硬件設計與實現

系統(tǒng)硬件電路由單片機最小系統(tǒng)單元、電源單元、溫度采集單元、溫度顯示單元和溫度控制單元構成，其總體電路圖如圖2所示。

（一）單片機最小系統(tǒng)電路設計

單片機的18引腳和19引腳接時鐘電路，XTAL1腳是振蕩器倒相放大器的輸入，接電容和外部晶振的一端，XTAL2是振蕩器倒相放大器的輸出，接電容和外部晶振的另一端。9引腳為復位輸入端，接上電容，電阻能夠形成上電復位電路。31腳接高電平，選用片內程序存儲器；20引腳為接地，40引腳為電源。電源電路采用橋式全波整流電路與7805穩(wěn)壓模塊，向系統(tǒng)提供5V 工作電源。

（二）溫度采集單元電路設計

溫度采集單元使用DS18B20數字溫度傳感器，該傳感器可以把溫度信號直接轉換成串行信號供單片機處理。DS18B20的引腳1接地，引腳2接單片機的P3.6引腳，電源+5V和引腳2之間接一個4.7k上拉電阻。

（三）溫度顯示單元電路設計

溫度顯示電路主要由2個4位共陽極LED數碼管實現（設計時只使用其中的5位），可以顯示出室內當前的溫度值（可以精確到小數點后一位）。數碼管的8位引腳通過74LS245與單片機P0口的8個引腳相連，其中74LS245的19引腳接地，1引腳接+5V高電平，保證數據傳輸方向是由A口向B口傳輸。數碼管共陽極引腳通過8550三極管與單片機的P2口相連接。三極管作用是提高負載的驅動能力，以便數碼管實現動態(tài)顯示。

（四）溫度控制單元電路設計

溫度控制電路主要通過固態(tài)繼電器實現，固態(tài)繼電器的1、2引腳分別接電源+5V和單片機P1.2引腳，3、4引腳分別接三相插座與220V交流電源。當單片機的P1.2引腳為低電平時，固體繼電器的1、2引腳導通，線圈得電，3、4引腳也導通，使三相插座得到220V的電壓；當P1.2引腳為高電平時，固體繼電器的1、2引腳與3、4引腳均斷開，從而使插座失去220V電壓。

三、系統(tǒng)軟件設計

主程序首先對DS18B20進行初始化，然后DS18B20開始采集室內的溫度值，隨即完成采集到溫度值的轉換和傳輸。兩個四位數碼管實時顯示數字溫度計采集到的溫度值，并與系統(tǒng)中預先設定的溫度值進行比較，當溫度值大于設定值時，程序返回繼續(xù)采集溫度；當溫度值小于設定值時，單片機的控制端輸出低電平，固態(tài)繼電器交流側導通，加熱裝置開始對室內進行加熱。當檢測到的溫度值大于設定值時，單片機控制端輸出高電平，固態(tài)繼電器交流側斷開，加熱裝置停止加熱。系統(tǒng)主流程圖如圖3所示。

四、結語

本文采用單片機AT89S52為控制核心，用DS18B20作為溫度傳感器，用2個8位數碼管作為顯示器，構成溫度控制控制器。通過軟件的編譯與調試，加熱裝置接到本控制器時運行非常穩(wěn)定，用在實際生活中，取得令人滿意的效果。

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（責任編輯：趙秀娟）