【導(dǎo)讀】隨著社會的發(fā)展，溫度的測量及控制變得越來越普遍，也越來越重要。與生產(chǎn)過程以及科學(xué)實驗中常見的物理參數(shù)。本文利用單片機(jī)并結(jié)合傳感器技術(shù)開發(fā)設(shè)。計了一個溫度監(jiān)控系統(tǒng)。詳細(xì)地講述了基于單片機(jī)AT89C51和溫度傳感器DS18B20的溫。度控制系統(tǒng)的設(shè)計方案與軟硬件實現(xiàn)方案。該飲水機(jī)設(shè)有加熱與制冷兩種模式，然后根。該飲水機(jī)溫度控制系統(tǒng)不僅包括溫度顯示，狀態(tài)提示，而且當(dāng)熱水槽內(nèi)水量不。足時還能發(fā)出報警，以免發(fā)生干燒現(xiàn)象。本系統(tǒng)具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等。優(yōu)點，本文著重介紹了該系統(tǒng)的方案選擇和硬件設(shè)計方法。

　　

【正文】 18 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U2A T 8 9 C5 1X11 2 MC13 0 p FC23 0 p FR24 .7 kR34 .7 kR44 .7 kR54 .7 kA7B1C2D6LT3BI4L E /S T B5QA13QB12QC11QD10QE9QF15QG14U17 4 HC 4 5 1 1Q5M P S A 6 5Q2M P S A 6 5R64 .7 kR74 .7 kR84 .7 kR11k+ 5 VC32 2 uR24 .7 k 圖 10 顯示電路 報警電路的選擇 當(dāng)飲水機(jī)內(nèi)熱水槽內(nèi)水量不足時，飲水機(jī)發(fā)出報警。報警電路如圖所示。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U2A T 8 9 C5 1Q1P N P8 5 5 0L S 1S P E A K E RR81kX11 2 MC13 0 p FC23 0 p FR11k+ 5 VC32 2 uR24 .7 k 圖 11 蜂鳴器電路圖 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 19 4軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件主要包括主程序、按鍵處理子程序和溫度檢測子程序。 系統(tǒng)主程序 系統(tǒng)上電復(fù)位初始化后，啟動 DS18B20。若水量不足時，飲水機(jī)發(fā)出報警。若水量充足時，則檢測是否有按鍵按下 ，有則進(jìn)行相應(yīng)的操作。 主程序流程圖見圖 12 所示。 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 20 圖 12 主程序流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 水位探測器監(jiān)測水量 啟動 DS18B20 是否有足量水 是否有按鍵按下 發(fā)出報警 按鍵處理 讀溫度與計算溫度 Y Y N LED 顯示、狀態(tài)提示 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 21 按鍵處理子程序 當(dāng)主程序檢測到有按鍵按下時，就轉(zhuǎn)到按鍵處理子程序進(jìn)行按鍵判斷，根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)入加熱或者制冷模式。在兩種模式中，首先判斷當(dāng)前水溫與系統(tǒng)設(shè)定值的大小。當(dāng)飲水機(jī)處在加熱狀態(tài)時，當(dāng)溫度大于 96度時，加熱器停止加熱，當(dāng)溫度小于 80 度時，飲水機(jī)繼續(xù)加熱，如此反復(fù)。當(dāng)飲水機(jī)處在制冷狀態(tài)時，當(dāng)溫度小于 8度時，飲水機(jī)停止制冷，當(dāng)溫度高于 16 度，飲水機(jī)繼續(xù)制冷。 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 22 圖 13 加熱子程序 流程圖 有鍵按下 是否有足量水 加熱鍵 水溫是否高于 96度 水溫是否低于 80度 返回主程序 加熱 停止加熱 Y N Y N Y 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 23 圖 14 制冷子程序 流程圖 有鍵按下 制冷鍵 水溫是否低于 8度 水溫是否高于 16度 返回主程序 制冷 停止制冷 Y N Y N 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 24 溫度監(jiān)測子程序 圖 15 溫度監(jiān)測子程序 主機(jī)發(fā)出初始脈沖有鍵按下 DS18B20 發(fā)響應(yīng)脈沖信號 DS18B20 是否準(zhǔn)備好 轉(zhuǎn)換是否完成 讀 DS18B20 溫度傳感器 啟動溫度轉(zhuǎn)化 主機(jī)發(fā) ROM 命令 Y N Y N 讀出溫度值 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 25 結(jié)論 本文詳細(xì)介紹了基于單片機(jī) AT89S51的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計方案與軟硬件實現(xiàn)。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，單片機(jī)控制模塊，顯示模塊和溫度設(shè)置模塊，驅(qū)動電路五個部分。文中對每個部分功能、實現(xiàn)過程作了詳細(xì)介紹。完成了課題既定的任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。系統(tǒng) 具有如下特點： ⑴ .采用智能溫度傳感器 DS18B20 采集溫度數(shù)據(jù)，簡化了硬件電路設(shè)計，溫度采集數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)； ⑵ .AT89S51 單片機(jī)的采用，有利于功能擴(kuò)展； ⑶ .電路設(shè)計充分考慮了系統(tǒng)可靠性和安全性。 本系統(tǒng)沒有增加外部存儲器，設(shè)定溫度不能保存，斷電復(fù)位后必須重新設(shè)置溫度；采用靜態(tài)顯示方式，從而使用了較多的驅(qū)動芯片，增加了硬件電路的復(fù)雜性；只使用兩位顯示，即顯示溫度的十位、個位，沒有充分發(fā)揮 DS18B20 的特性。 本課題軟件和硬件相結(jié)合，有相當(dāng)大的難度，同時也有很大的實用性。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，我的理論 和實踐水平都有了較大的提高。在本課題的設(shè)計中，我熟練掌握了單片機(jī)硬件設(shè)計和接口技術(shù)，同時對溫度傳感器的原理及應(yīng)用有了一定的了解，掌握了各種控制電路及其相關(guān)元器件的使用。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我不僅學(xué)會如何將所學(xué)專業(yè)知識運用到實際生活中，還學(xué)會如何克服未知的困難，解決難題的方法。 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 26 參考文獻(xiàn) [1]康華光 . 《 電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 模擬部分 [M].第 五 版 .北京：高等教育出版社 . [2]康華光 . 《 電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 數(shù)字部分 [S].第五版 .北京：高等教育出版社 . [3]趙淑范 . 《 電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計 》 [M].北京：清華大學(xué)出版社 . [4]李萬臣 . 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計》 [M].哈爾濱工程大學(xué)出版社 2020 [5]胡漢才 . 單片機(jī)原理及其接口技術(shù) . 北京：清華大學(xué)出版社， 1966 [6]林德杰 .電氣測試技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [7]邱關(guān)源 ． 電路第五版 ．北京： 高等教育出版社 ， [8]于鳳明．單片機(jī)原理及接口技術(shù)．北京：中國輕工業(yè)出版社， 1997； 301— 313 [9]中國電子學(xué)會編．傳感器與執(zhí)行器大全．北京：電子工業(yè) 出版社， 1998； 450— 455 [10]胡壽松．自動控制原理．北京：國防工業(yè)出版社， 2020； 103— 124 [11]童長飛． C8051F系列單片機(jī)開發(fā)與 C語占編程 M] 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020． [12]陳紅燕，飲水機(jī)主要技術(shù)介紹及點評 [J].現(xiàn)代家電 ,2020， (12)： 52— 52． [13]農(nóng)靜 .單總線數(shù)字溫度傳感器 DSl8B20 原理及應(yīng)用 [J].貴州師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2020， 120122. [14]李葉紫，等 .MCS51 單片機(jī)應(yīng)用教程 [M].北京：清華大學(xué)出版 社， 2020. [15]周月霞，孫傳友． DSl8820 硬件連接與軟件編程 [J].傳感器世界， 2020（ 12）： 2529. [16]何立民 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1995. [17]葉丹 .基于單片機(jī)的自適應(yīng)溫度控制系統(tǒng) [J].傳感器技術(shù)， 2020， 21（ 3）： 2730. [18]張培仁 .MCS51 單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020. [19]孫清偉，薛冰 . 基于單片機(jī)的缺水微弱電位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 [J].微計算機(jī)信息， 2020， 22： 8384. [20]李廣第，朱月秀，冷祖祁 .單片機(jī)基礎(chǔ) (第 3 版 )[M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , [21]孫紅均 ,張濤 ,王超 .智能儀器儀表 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020 [21]鮑宏亞 ,MCS51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及實用技術(shù) [M].北京：中國宇航出版社， 2020 [22]王慶元，新型傳感器原理及應(yīng)用 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． [23]張福學(xué)，傳感器應(yīng)用及其電路精選（上冊） 北京：電子工業(yè)出版社， 1991． [24]母國光，戰(zhàn)元令 光學(xué) [M] 北京：高等教育出版社， 1978． [25]楊經(jīng)國，冉瑞江，等光電子技術(shù) 成都：四川大學(xué)出版社， 1990． [26]劉華東，張亞華 單片機(jī)原理與應(yīng)用（第二版） 北京：電子工業(yè)出版社， 1990． [27]楊金巖，鄭應(yīng)強(qiáng)，張振仁 單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口擴(kuò)展技術(shù)與應(yīng)用實例 .北京：人民郵電出版社， 2020． [28]張軼群，向永芬 飲水機(jī)對大桶飲用水微生物消長影響的研究 [J].中國公共衛(wèi)生管理， 2020， 18(4)： 343— 344． 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計 27 致 謝 四年的本科學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束 ,在本人做畢業(yè)設(shè)計中，得到了我的導(dǎo)師 郭秀梅老師的悉心指導(dǎo)和無私幫助。 她 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài) 度和謙和的為人給我留下了深刻的印象。 雖然公務(wù)繁忙，教學(xué)任務(wù)重，但 在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料到設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計， 實物制作 等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo) 。 其次 要感謝大學(xué)四年來所有的 授課 老師，為我們打下 電子 專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時刻充滿信心和勇氣，克服成長路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué) 習(xí)。 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵和幫助的師長、朋友，在此無法一一列舉，在此也表示忠心地感謝！ 大學(xué)生活的結(jié)束，也是我人生新的生活起點，我將謹(jǐn)記老師們的教誨，將自己的所學(xué)奉獻(xiàn)給社會。