基于单片机的智能温度调节装置

王慧琴，魏 志

北京科东电力控制系统有限责任公司

基于单片机的智能温度调节装置

王慧琴，魏 志

北京科东电力控制系统有限责任公司

温度控制是许多场合中的重要环节，而采用单片机来实现温度的自动控制就显得非常的实时、简单和灵活，为此，本设计采用了单片机来对温度进行自动调节，设计了该温度自动调节装置。该装置主要由温度设定电路，温度显示电路，温度测量电路和调温电路四部分组成。用户可根据应用场合，由温度设定电路提前设定好预控制的温度，并送去显示电路显示，同时测量电路会测出当前环境的温度，也会在显示电路上显示。系统会根据测量值和设定值自动的去选择控制电路类型。从而对温度进行自动调节。

温度；STC 89C 52单片机；1602液晶显示；DS18B20

前言

单片机是大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机。它是把中央处理单元CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时∕计数器以及I∕O输入输出接口电路等主要计算机部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，它的特点是：功能强大、运算速度快、体积小巧、价格低廉、稳定可靠、应用广泛。由此可见，采用单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度的提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。因此，选用单片机来对温度进行调节是工农业生产中最常用的办法。

温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温度控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。恒值温度控制的目的是使被控对象的温度稳定在某一设定温度范围内。本设计就是一个恒值温度控制器。

1 系统硬件方案设计

1.1 系统总体设计思路

本设计的硬件框图如图1.1所示。本设计选用的单片机为STC89C52单片机，显示装置为1602液晶显示器，测温元件为DS18B20，继电器为JQC-3F（T73）电磁继电器，用户可根据应用环境，通过按键预先设定温控箱的温度，并由1602显示出来。而DS18B20会测量温控箱的温度，同时也会在1602上显示。用户可以很明显的在1602上看出当前采用的是升温电路还是降温电路。本系统规定上下限的误差值为±2℃。本设计按一次加键增加0.5℃，按一次减键减少0.5℃，实际使用中用户中可根据实际情况进行程序调整。

图1 .1温度自动调节装置的硬件框图

1.2 硬件电路的概述

本设计的硬件部分主要包括以下几个部分：STC89C52单片机主控模块电路、温度设定电路、测温电路、显示电路、温度调节电路。

1.2.1 STC89C52单片机主控模块电路

STC89C52单片机的主控模块电路即单片机的最小系统，包括单片机的电源电路、晶振电路和复位电路。

本设计单片机的电源电路采用的是两个104PF的瓷介电容和一个50V100uf的电解电容构成单片机的电源电路，这样做的好处是可以滤除外界电源供电时带来的干扰，使得单片机的工作更稳定。

本设计单片机的晶振电路采用的是单片机的内部振荡方式。

本设计单片机的复位电路采用的是手动复位电路。

1.2.2 温度设定电路

本系统采用的设定值按键输入电路如图1.2所示。

图1 .2设定值按键输入电路

在软件编程中提前给单片机一个输入值，本设计中输入的是27℃，按下S1键加0.5℃，按下S2键减0.5℃，用户可根据实际需要在程序中去调整这些参数。

1.2.3 测温电路

使用DS18B20温度传感器进行温度测量时，单片机向传感器发出温度转换命令后，温度转换工作可直接在传感器中完成。然后，通过读命令，单片机即可从传感器中的存储单元中读入转换数据进行处理，无需额外添置A∕D转换设备。对于DS18B20温度传感器的硬件电路，有两种连接方法，分别是寄生电源供电电路和外部电源供电电路。寄生电源供电电路在进行远程温度检测时，无需本地电源，且当缺少外部供电电源时，传感器依然可正常工作，但为了实现这些优点，需要占用较多的口线，控制复杂，且当测量温度较高时，由于漏电流的影响，传感器将无法保持连续通讯，影响测量效果。考虑到温度测量距离较短，且有可靠的外部电源供电，因此为了提高系统的可靠性，本设计对于DS18B20采用的是外部电源供电电路。

1.2.4 显示电路

显示电路使用的是一块1602的液晶显示电路。

1.2.5 温度调节电路

温度调节电路的设计为：通过按键输入温度值，让单片机根据传感器采集回来的温度值，自动控制加热器或者冷却器自动工作以达到指定的温度值。

2 系统展望

为了使实际运行中此装置的性能更加稳定，安全，可靠，本设计还可把光电隔离技术加进来，光电隔离器可选用TLP52-1，既外形小又价格宜。