基于单片机原理的简易温度控制系统研究new

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1、长江大学学报(自然科学版)2009年12月第6卷第4期:理工·278·JournalofYangtzeUniversity(NatSciEdit)Dec12009,Vol16No14:Sci&Eng基于单片机原理的简易温度控制系统研究陈源(罗定职业技术学院电子信息工程系,广东罗定527200)[摘要]设计了一种基于单片机原理的简易实用的温度控制系统。采用AT89S51作为CPU主控制,电路主要由温度采集、按键显示、电源电路和电热丝控制电路4部分组成。温度采集由智能温度传感器DS18B20集成芯片完成,按键显示由HD7279A芯片驱动8

2、位共阴数码管和4×4的键盘矩阵,电源电路是通过TL431二极管的稳压实现,电热丝控制电路是直接由电热丝接继电器和电源,通过单片机控制继电器的开和关实现控制电热丝的加热。[关键词]温度控制系统;单片机;AT89S51;DS18B20[中图分类号]TP273[文献标识码]A[文章编号]167321409(2009)042N278202随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。目前,在工业生产领域中,温度检测控

3、制系统大多运用单片机来对温度进行实时的检测和控制。单片机具有处理能力强、运行速度快等优点,应用在温度测量与控制方面,控制简单方便,精度较高。采用单片机来对温度进行控制不仅具有控制方便和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,[1,2]从而能够提高产品的质量和数量。为此,笔者开发了一个基于单片机原理的简易实用的温度控制系统。1总体设计[3,4]硬件部分采用单片机AT89S51作为CPU主控制,电路主要由温度采集电路、电热丝控制电路、按键显示电路和电源电路4个部分组成。温度采集主要是用智能温度传感器DS18B20集成芯片完成

4、,此芯片将温度传感器、A/D传感器、寄存器、接口电路集成在一块芯片中可以直接数字化输出和测试。按键显示电路主要通过HD7279A芯片驱动共阴数码管的显示和实现按键功能。电源电路是通过TL431图1系统总体电路原理框图二极管的稳压实现。而电热丝控制电路是直接由电热丝接继电器和电源,通过单片机控制继电器的开和关实现控制电热丝的加热。其系统总体电路如图1所示。2单元电路分析硬件总体电路包括CPU电路、加热控制电路、按键显示电路和电源电路、温度采集电路。CPU作为中央处理单元,进行必要的运算,设计时必须保证其稳定运行;加热控制单和温度采集单元

5、共同组成控制反馈,对温度行进闭环控制;按键显示单元和其余单元组成合理的外围电路。1)CPU电路CPU电路主要包括复位电路和晶振电路。复位电路主要是在系统上电时提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤销复位信号。为可靠起见,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号,以防电源开关过程中引起的抖动而影响复位。晶振电路是由片内振荡电路输入线外接石英晶体和微调电容C1、C2,即用来连接AT89S51内OSC的定时反馈电路。该系统使用的是1110592MHz的晶体振荡器,考虑到晶振的频率与CPU的计数器有很大的关系,而且会影响DS18B20程序的编写

6、,因为18B20是通过使用时间片来读出和写入数据的,需要严格的遵循读写时序。[收稿日期]2009207226[作者简介]陈源(19672),男,1990年大学毕业,讲师,现主要从事计算机网络、网络数据库与自动化等方面的研究工作。第6卷第4期:理工陈源:基于单片机原理的简易温度控制系统研究·279·2)按键显示电路按键和显示电路主要是通过HD7279A芯片同时驱动8位共阴数码管,然后接4×4的键盘矩阵。该芯片内部含有译码器,可以直接接受BCD码或16进制码,并同时具有2种译码方式,此外还具有多种控制指令,如消隐、闪烁、左右移、段寻址等。

7、该电路应用中,如无需用到的键盘和数码管可以不接,省去数码管或是对数码管设置消隐属性均不会影响键盘的使用,而且在实际应用中,8只下拉电阻和8只连接位选线的电阻,应遵循一定的比例关系5Rm

8、电源分2部分,一部分是提供给单片机实用的+5V精密电源,另一部分是提供给电热丝的24V直流电源。4)加热控制电路图2所示为该系统的加热控制电路,其中电热丝的控制电路是一个简单的开和关电路,主要是用单片的I/O端口接电路输