温度控制系统的设计
摘要：研究了基于AT89S 51单片机温度控制系统的原理和功能，温度测量单元由单总线数字温度传感器DS18B 20构成。该系统可进行温度设定，时间显示和保存监测数据。如果温度超过任意设置的上限和下限值，系统将报警并可以和自动控制的实现，从而达到温度监测智能一定范围内。基于系统的原理，很容易使其他各种非线性控制系统，只要软件设计合理的改变。该系统已被证明是准确的，可靠和满意通过现场实践。
关键词：单片机；温度；温度 I. 导言
温度是在人类生活中非常重要的参数。在现代社会中，温度控制（TC）不仅用
于工业生产，还广泛应用于其它领域。随着生活质量的提高，我们可以发现在酒店，工厂和家庭，以及比赛设备。而比赛的趋势将更好地服务于整个社会，因此它具有十分重要的意义测量和控制温度。
在AT89S51单片机和温度传感器DS18B20的基础上，系统环境温度智能控制。温度可设定在一定范围内动任意。该系统可以显示在液晶显示屏的时间，并保存监测数据，并自动地控制温度，当环境温度超过上限和下限的值。这样做是为了保持温度不变。该系统具有很高的抗干扰能力，控制精度高，灵活的设计，它也非常适合这个恶劣的环境。它主要应用于人们的生活，改善工作和生活质量。这也是通用的，因此它可以方便地扩大使用该系统。因此，设计具有深刻的重要性。一般的设计，硬件设计和软件系统的设计都包括在内。 II. 系统总体设计
该系统硬件包括微控制器，温度检测电路，键盘控制电路，时钟电路，显示，
报警，驱动电路和外部RAM。基于AT89S51单片机，DS18B20的将温度信号传送到数字信号的检测。和信号发送到微控制器进行处理。最后，温度值显示在液晶12232F。这些步骤是用来实现温度检测。使用键盘接口芯片HD7279在设定温度值，使用微控制器保持一定的温度，并使用液晶显示的温度控制设定值。此外，时钟芯片DS1302用于显示时间和外部RAM6264是用来保存监测数据。报警将给予及时蜂鸣器如果温度超过了上限和下限温度值。
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III. 硬件设计 A. 微控制器
在
AT89S51单片机是一种低功耗，高性能CMOS 8位4K的系统内可编程闪存字节
微控制器。该设备是采用Atmel的高密度非易失性内存技术，并与业界标准的80C51指令集和引脚兼容。片上闪存程序存储器可以编程就可以在系统或由传统的非易失性存储器编程。通过结合在系统灵活的8位CPU集成在一个芯片可编程闪存，Atmel的单片机AT89S51是一个功能强大的微控制器提供了一个高度灵活的和具有成本效益的解决方案很多嵌入式控制应用。为了节省监测数据，6264是用来作为外部RAM。它是一个静态RAM芯片，低功耗具有8K字节的内存。 B. 温度检测电路
温度传感器是该系统的关键部分。达拉斯
DS18B20的使用，它支持1 - Wire
总线接口，板上专利是在内部使用。所有的传感器部分和转换电路集成在一个晶体管集成电路像[1]。其测量范围为-55℃?125℃，在-10℃?85℃精度为±0.5℃[2，3]。由DS18B20的温度采集传输在1 - Wire总线的方式，这种高度提高了系统的抗干扰，使之适合在恶劣的环境现场温度测量[4]。有两个电源DS18B20的供应方式。首先是外部电源供给：DS18B20的第一脚连接到地面，第二引脚用作信号线，三是连接到电源。第二种方式是寄生电源[5]。由于寄生电源会导致硬件电路，软件控制的难度和芯片的性能下降等，但DS18B20的（s）的复杂性，可以连接到I/ O端口的单片机在外部电源供电方式，它更受欢迎。因此，外部电源供应使用，而第二个接脚连接到引脚P1.3可单片机AT89S51。其实，如果多有被检测，DS18B20的（S）可以连接到1 - Wire总线。但是，当数超过8，有一个向驾驶和更复杂的软件设计，以及1 - Wire总线长度的关注。一般而言，这是不超过50米。为了实现远程控制，该系统可在一个无线之一，旨在打破了1 - Wire总线长度的限制[6]。 C. LCD显示器电路
液晶显示12232F
使用，这可以用来显示字符，温度值和时间，并提供一个友好
的显示界面。该12232F是一个具有8192128×32像素的汉字数据库和128个16 ×8像素的ASCII字符集图形液晶显示。它主要由行驱动器/列驱动器和128× 32点阵的充分显示图形，以及7.5 ×2个汉字功能的液晶显示器。它是在并行或串行方式连接到外部CPU[7]。为了节约硬件资源，12232F应以串行方式连接到单片机AT89S51，只有4个输出使用的端口。液晶显示屏灰度可以通过调整可变电阻连接的
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液晶VLCD的PIN码。CLK是用于传输串行通信时钟。SID是用于传输串行数据。CS是用来使能控制，液晶显示。L+是用来控制LCD背光电源。 D. 时钟电路
达拉斯
DS1302的使用，这是一种高性能，低功耗和实时时钟芯片与RAM。在
DS1302的服务于带有日历时钟系统，用于监测的时间。读取数据的时间由AT89S51单片机，再由液晶显示处理。另外的时间可以调整键盘。在DS1302的晶体振荡器设定为32768Hz的，建议的补偿电容是6pF。振荡器的频率较低，所以有可能不连接的电容器，这不会有很大的不同的时间精度。备用电源可以连接到3.6V的可充电电池。 E. 键盘控制电路
系统中的键盘接口
HD7279A的驱动下，它有一个+5 V单电源，这是连接，无需
使用任何有源设备的键盘和显示。根据基本要求和系统功能，只有6个按钮是必要的。该系统的功能是由输入的数据接收单片机AT89S51。为了节省外部电阻器，1× 6使用键盘和键盘代码定义为：07h的，0FH，17H条，1FH，27H款，2Fh的。该命令可以读出通过阅读代码指令。 HD7279A是连接到单片机AT89S51的串行模式，只有4个端口的需要。DIG0?DIG5和DP分别列线和六个键是实现键盘监控，解码和识别关键代码行线端口。 F. 报警电路
为了简化电路，调试方便，是一个
5V的蜂鸣器自动报警电路中的应用[8]。这
使得软件编程简化。它是由9012 PNP晶体管的基连接到AT89S51单片机的引脚P2.5。当温度超过上限和下限的值，P2.5输出低电平使晶体管上，然后由一个报警蜂鸣器定。 G. 驱动电路
一个步进电机作为驱动装置来控制温度。四相和八打脉冲分配模式是用来驱动
电机和简单的延时程序是用来处理脉冲之间的时间间隔，获得不同的转速。有两个步进电机的输出状态。一：当温度超过上限值时，电机反向旋转（以低的温度），而当低于下限值时，电机旋转正常（提高温度），除了不等于预设值。二：当温度在两者之间的某处结束，等于设定值时，电机停止。这些步骤是用来实现温度控制。此外，电机的转速也可以调整相对按钮。代码数据是通过港口答11?A8的输入（P2.3?P2.0的是）的逆变器74LS04由AT89S51单片机和反向输出。最后，它被放大功放2803A权力电机。
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