基于DS18B20及AT89C2051单片机的温度控制系统设计.doc

第 28卷第 2期2009年 3月许昌学院学报JOURNAL OF XUCHANG UN IV ERSITYVol. 28. No. 2M ar. 2009文章编号 : 1671 - 9824 ( 2009) 02 - 0051 - 03基于 DS18B20和 AT89C2051单片机的温度控制系统设计汤三 ,韩红培(许昌学院电气信息工程学院 ,河南许昌 461000)摘要 :根据许昌学院燃煤锅炉改造的技术要求 ,在 AT89C2051和 DS18B20芯片的基础上 ,设计了系统温度控制系统 ,并且测试效果良好.关键词 :单片机 AT89C2051;温度传感器 DS18B20;温度测量中图分类号 : TP368. 2文献标识码 : A节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放.我国“十一五”划纲要提出 ,“十一五”间单位国内生产总值能耗降低 20 %、要污染物排放总量减少 10 %.许昌学院积极响应国家的号召把学院锅炉房的燃煤锅炉改为自动化设备 ,下面是控制系统的详细设计方案.1系统方案及电路设计1. 1系统方案以 AT89C2051和 DS18B20为主的温控系统如图 1, AT89C2051单片机为控制核心 ,单线智能温度传感器 DS18B20负责温度的采集.由温度传感器 DS18B20采集被控对象的实时温度 ,提供给 AT89C2051的P3. 5口作为数据输入1.本次设计中的对象为所处室内水温 ,用两位数码管显示当前温度.1. 2系统电源系统中的单片机 AT89C2051和 DS18B20电源采用5 V直流电源 ,红色发光二极管为上电指示灯2.1. 3数据采集数据采集电路由一线式数字温度传感器 DS18B20采集被控对象的实时温度 ,提供给 AT89C2051的 P3. 5口作为数据输入.在本次设计中我们所控的对象为所处图 1系统硬件结构图室内水温.作为改进我们可以把传感器与电路板分离 , DS18B20也非常适用于远距离多点温度检测系统.1. 4报警电路简介本文中所设计的报警电路较为简单 ,由一个自我震荡型的蜂鸣器 (只要在蜂鸣器两端加上超过 3 V的电压 ,蜂鸣器就会叫个不停 )和一个绿色发光二极管组成.在这次设计中蜂鸣器是通过三极管放大信号.在我们所要求的温度达到一定的上界或者下界时 (在文中我们设置的上下界温度均为 5) , AT89C2051的 P3. 7输出一个信号经过三极管放大驱动蜂鸣器 ,就会产生声光报警.1. 5数码管显示电路数码管显示电路采用两位数码管动态显示当前温度 ,因为单片机 AT89C2051的 P1口输出的电流一般为 20 mA左右 ,为了延长数码管的使用寿命 ,在电路中采用 560的限流电阻. AT89C2051中的 P3. 0和 P3. 1分别为数码管 D 2和 D 1的选通端口3.1. 6系统电路设计通过对系统所要实现的功能分析 ,以及一些必要的保护电路功能的实现 ,设计出系统硬件电路图 ,如收稿日期 : 2008 - 06 - 11作者简介 :汤三 ( 1980) ,男 ,河南南阳人 ,讲师 ,研究方向 :控制理论和模式识别. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.规期主52许昌学院学报2009年 3月图 2所示.该图下面部分即为系统电源为 + 5 V的直流电源电路图、DS18B20和单片机的 P3. 5口组成数据采集电路 ,报警电路则由绿色的发光二极管和三极管 Q 3组成 ,两个数码管部分则组成显示电路.图 2系统硬件电路设计2系统软件设计2. 1系统程序流程图系统程序流程图如图 3所示4.2. 2主要系统程序代码TEM PER _SX EQU 33H ;报警温度上限TEM PER _XX EQU 34H ;报警温度下限TEM PER _L EQU 36H ;从 DS18B20中读回低位TEM PER _H EQU 35H ;从 DS18B20中读回高位TEM PER _NUM EQU 60H ; DS18B20中读出的温度经过转换后的数据TEM PER _GE EQU 61H ;数码管个位存放内存位置TEM PER _SH I EQU 62H ;数码管十位存放内存位置FLAG1 B IT 00H ; DS18B20标志位DQ B IT P3. 5 ; DS18B20单总线口digit1 B IT P3. 0 ;十位显示选通digit2 B IT P3. 1 ;个位显示选通COLD _SW ITCH B IT P3. 4 ;凉水阀开关HOT_SW ITCH B IT P3. 3 ;加热开关BUZZER B IT P3. 7;接蜂鸣声光报警ORG 0000H 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.第 28卷第 2期汤三 ,等 :基于 DS18B20和 AT89C2051单片机的温度控制系统设计53AJM P MA INORG 0030HMA IN: MOV SP, #70HLCALL GET_TEM PER ;读出转换后的温度值LCALL TEM PER _COV ; DS18B20中读出的温度数据进行转换LCALL D ISPLAY ;调用显示子程序LCALL TEM PER _AL _SEARCH ;报警搜索调用程序LJM P MA INNOPLOW _ALARM:SET P3. 3 ;加热开关SET P3. 7 ;启动报警LCALL DELAY2 ; 2 s延迟CLR P3. 7RETH IGH _ALARM:图 3系统程序流程图CLR P3. 3 ;关闭加热SET P3. 4 ;打开凉水水伐SET P3. 7 ;启动报警LCALL DELAY2 ; 2 s延迟CLR P3. 7RET3结论经过上述改造并进行试验 ,许昌学院的锅炉燃煤量比改造前节省了 20 % ,既减少了燃煤量 ,又减少了污染物的排放 ,从而达到了节能减排的目的.参考文献 : 1 林伸茂 . 8051单片机彻底研究基础篇 M .北京 :人民邮电出版社 , 2004. 2 张立科 .单片机典型外围器件及实例 M .北京 :人民邮电出版社 , 2006. 3 张鑫 .单片机原理及应用 M .北京 :电子工业出版社 , 2005. 4 范风强 ,兰婵丽 .单片机语言 C51应用实战集锦 M .北京 :电子工业出版社 , 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责任编辑 :卫世乾 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. TANG San, HAN Hong2peiAbstract: The temperature control syst