基于单片机温度采集控制系统的设计

摘 要 在现实生活中，电器或者实验中很多地方都要将温度显示出来，因此温度的采集和显示应用越来越广泛。本设计是事物或者周围环境温度的采集和显示，系统的核心控制器件是AT89S52单片机，温度的采集器件是DS18B20，它可以采集温度值并将信号传递给单片机，可以设置预设值，由按键控制，如果超过预设值则由蜂鸣器报警，再由数码管或者液晶显示器显示输出。

关键词 单片机；温度采集；设计

中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0028-01

在实际的工程系统应用中，有很多需要将环境或者室内的温度实时的显示出来，而且很多地方对温度有特定的要求，因此一个价格低廉、准确度高的数字温度采集和检测装置至关

重要。

1 单片机温度采集系统的硬件设计

系统一共分为5个部分：主控电路、温度采集电路、显示电路、报警电路、按键输入控制电路。

1）主控电路。AT89S52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程FLASH存储器。它是Atmel公司使用高密度非易失性存储技术制造，是80c51单片机的升级版，新增ISP下载功能，多一个定时器T2，中断多2个，RAM和ROM都有所增加，在掉电和指针方面都有所改进。与80c51单片机指令和引脚完全兼容。性能比51要好，而且价格与51相当。加上复位电路和晶振电路组成单片机最小系统，用作本系统的主控电路。电路中晶振的2个管脚分别连接单片机的XTAL1和XTAL2，复位电路连到RST管脚。电路图如图1所示。

图1 主控电路

2）温度采集电路。本系统的温度采集电路的核心元器件是数字温度计DS18B20。DS18B20是达拉斯公司生产的一款可编程分辨率的单总线数字温度计。该器件的特点是连接简单，只通过一个单线接口发送或者接收信息，因此DS18B20只需要一根连接线就可以完成它与单片机的连接。方便简单。另外DS18B20的测温范围是―55到+125摄氏度。完全可以满足一般性的应用。DS18B20可以直接将模拟温度信号直接转换为数字信号送到中央处理器当中，中间不需要AD转换器件，方便快捷，降低成本，减少电路复杂性。得到广泛应用。电路图如图2所示。

图2 温度采集电路

3）显示电路。本系统的显示电路采用的是4位一体数码管，精确到小数点后一位，当然我们也可以将数码管换成1602或者12864液晶，原理是一样的，在显示电路中4位一体数码管段选连接排阻和单片机的P0口相连，位选通过4个PNP三极管与单片机P2^0、P2^1、P2^2、P2^3四个PO口相连。

4）报警电路。报警电路采用我们常用的蜂鸣器就可达到效果，这部分电路的主要作用是在需要设定温度临界值的应用当中，如果温度超过临界值那么蜂鸣器会自动报警。报警电路中蜂鸣器的一端接电源，另一端通过一个PNP三极管和单片机的P2^4口相连。

5）键盘输入控制电路。这部分电路主要是用来设置温度的临界值，一共采用了4个独立按键K1、K2、K3、K4，长按K1键进入温度设置界面，K2是移位按键，按一下闪烁的光标会左移一位，这时候对应的数字就可以更改和设置了，K3和K4是加减按键，当光标移动到相应位置时，按K3和K4可以实现数字的加和减，温度设置好之后按K1键返回温度显示状态。电路中4个按键分别和单片机的P3^4、P3^5、P3^6、P3^7四个接口相连。另一端接地。电路如图3所示。

图3 键盘控制输入电路

2 单片机温度采集系统的软件设计

本系统软件设计采用C语言编程，整个程序实现模块化，包括以下子程序：初始化子程序、按键子程序、显示子程序、温度采集子程序、报警子程序。主程序主要完成子程序和子函数的调用，实现温度的显示和处理。程序流程为：

开始初始化临界值设定读取DS18B20数据数据显示与临界值比较（如果高于临界值则进入报警；低于临界值无响应）返回。

3 结束语

DS18B20精度很高，可以达到0.1摄氏度以内，比较大的测温范围也完全可以达到一般应用场合的要求，因此此系统应用还是比较广泛的，另外此系统可以进行扩展，增加更多的模块控制，比如可以增加温度调节功能，当温度带到一定数值时由单片机的一个管脚输出信号控制外部温度控制电路，从而达到调节和控制温度的作用，本系统功能齐全，运行可靠，完全可以实现各种场合对于温度采集和调控的要求。

参考文献

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