基于DS18B20的智能溫度控制系統(tǒng)

大連理工大學(xué)城市學(xué)院 孟蕭振 寧秋月 姜 寧 裴若男 謝印慶

基于DS18B20設(shè)計(jì)的一種智能溫度控制系統(tǒng)，它能夠很好的對(duì)多點(diǎn)溫度進(jìn)行監(jiān)控和控制，然后得知定點(diǎn)的溫度情況，從而達(dá)生產(chǎn)中一定的要求。其中，用單片機(jī)來(lái)作為主導(dǎo)器件，DS18B20數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行溫度的轉(zhuǎn)換，來(lái)實(shí)現(xiàn)一種真正意義上的智能溫度控制。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)PCB板圖

圖3 流程圖

在日常的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常的生活中，對(duì)于溫度的控制有著十分重要的作用。溫度的控制，表現(xiàn)在生活的方方面面，例如家電，材料，化工，汽車(chē)，農(nóng)業(yè)...等電子電力等，在很多的工業(yè)相關(guān)單位，怎樣去提升溫度控制對(duì)象的運(yùn)行能力，一直以來(lái)都是需要面臨的重要問(wèn)題，然而，傳統(tǒng)的儀器又存在各種各樣的問(wèn)題。很多情況下，傳統(tǒng)的溫度控制設(shè)備表現(xiàn)為性能不好，很多時(shí)候甚至?xí)霈F(xiàn)失控現(xiàn)象。而我們?cè)O(shè)計(jì)的基于DS18B20智能溫度控制系統(tǒng)，可以使得溫度的測(cè)量更加精確，減少了很多連線連線的麻煩，很大程度上提升了儀器的使用性能。與此同時(shí)成本也比較低，使用起來(lái)也十分方便，可以很好地滿足工業(yè)和生活的需要，成為一種生活的溫度控制利器。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由溫度傳感器，報(bào)警電路，LED顯示電路，鍵盤(pán)控制，AT89S52組成。智能溫度控制系統(tǒng)，利用單片機(jī)和較高精度傳感器進(jìn)行結(jié)合。即可以通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，包括對(duì)信號(hào)分析處理，通過(guò)前面的溫度傳感器去采集和轉(zhuǎn)換信號(hào)。此過(guò)程相對(duì)于通過(guò)FPGA/CPLD方式進(jìn)行信號(hào)的采集轉(zhuǎn)換過(guò)程靈活性較強(qiáng)，控制精確度高，調(diào)試也相對(duì)比較方便，可以很好地使功能得以實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 DS18B20溫度傳感器

DS18B20溫度傳感器可以進(jìn)行多種封裝形式，信號(hào)的輸出為數(shù)字信號(hào)，體積比較小，在抗干擾能力方面比較強(qiáng)，同時(shí)精確度比較高，硬件的開(kāi)銷(xiāo)也比較低。并且DS18B20溫度傳感器還適應(yīng)于跟很多種情況，可以根據(jù)不同的場(chǎng)合進(jìn)行不同的外觀改造，從而可以使其應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。

2.2 報(bào)警電路

這個(gè)系統(tǒng)中的報(bào)警電路，采用的是蜂鳴器報(bào)警器，它用直流電壓來(lái)進(jìn)行供電，廣泛用于很多電子產(chǎn)品，是一種很重要的發(fā)生器件。因?yàn)樗拇嬖冢沟煤芏嗟钠骷δ芨拥耐晟?，使用起?lái)也就更加的方便。

2.3 顯示電路

此設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管來(lái)進(jìn)行內(nèi)容的顯示。LED相對(duì)于其他顯示儀器來(lái)說(shuō)，價(jià)格相對(duì)便宜，顯示亮度較高，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度考慮使用LED比較劃算。

2.4 鍵盤(pán)控制

這個(gè)系統(tǒng)采用4個(gè)獨(dú)立按鍵來(lái)控制電路。鍵盤(pán)一般會(huì)分為兩種，即獨(dú)立式和矩陣鍵盤(pán)這兩種。獨(dú)立式的鍵盤(pán)，在很多時(shí)候結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，會(huì)占用較多的資源。而矩陣鍵盤(pán)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，占用的線口比較少。但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)用的按鍵數(shù)比較少，所以用獨(dú)立鍵盤(pán)即可完成智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件版圖如圖2所示。

3 軟件程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)開(kāi)始供電進(jìn)行使用時(shí)，通過(guò)LED數(shù)碼管可以顯示出當(dāng)時(shí)的溫度。進(jìn)而會(huì)與系統(tǒng)設(shè)置的溫度極限值進(jìn)行比較，高于設(shè)定的溫度上限，紅燈亮，會(huì)啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行降溫，當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度下限，綠燈會(huì)亮，啟動(dòng)電熱爐，進(jìn)行加溫。流程圖顯示如圖3所示。

結(jié)束語(yǔ)：本系統(tǒng)利用DS18B20溫度傳感器和單片機(jī)來(lái)進(jìn)行多種情況下對(duì)溫度的智能控制，可以很好地應(yīng)用于生活中的方方面面。它能夠?qū)Ω鞣N條件下的溫度進(jìn)行一定的控制和監(jiān)控，并且更加及時(shí)和精準(zhǔn)。同時(shí)也節(jié)省了大量的人力。對(duì)生活中的很多方面帶來(lái)了很多的用處，使得往后的生活更加的智能化，更加方便。