基于单片机的水温控制系统

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  [摘 要]采用STC89C52单片机作为核心控制单元,采用编程语言为C语言,设计控制系统,其主要功能是检测和控制水温,基本实现了智能控制功能。工作时,需要设定需要的温度标准,采集到的水温度低于标准值时,控制加热源对水进行加热,当采集到的水温高于标准值或等于标准值时,控制不进行加热。
  [关键词]DS18B20 STC89C52 水温控制
  中图分类号:F403.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0006-01
  水温的控制在人们的日常生活中经常遇到,在工业生产水温控制是非常重要的条件,手动水温控制安全性较差,智能水温控制系统越来越受到人们关注和认可。为求控制水温精确,主要性能指标在于调节控制水温水上,还有需要注意的就是加热系统使用的安全性。采用电热水器进行烧水就是水温控制系统设计的一个比较典型的应用,采用传感器DS18B20检测水温,和采用单片机STC89C52控制的系统,相比于传统的热水器精确度高,安全性更强。
  1 系统设计方案
  本设计的水温控制系统的系统方框图主要组成如图1所示,整体上由主控电路部分、温度传感测量器件部分、检测温度设置部分、系统水温状态显示和继电器及外部加热源等几个部分组成。
  设计采用STC89C52单片机做为核心主控芯片;采用高灵敏度的温度传感器DS18B20;显示部分为控制成本选择7段数码管,而不使用液晶;温度设定使用功能按键组成,加热部分需要用外部加热源,由继电器控制构成。温度传感器将获取的水温信息上传到单片机,之后由数码管显示温度,当检测温度小于设置的水的温度值时,单片机发出控制指令,继电器变接通外部加热的装置,使水的温度升到设定水的温度。当水的温度值超过设定水的温度时,由单片机发出指令,继电器断开,停止加热。
  2 硬件实现与单元电路
  51系列单片机在工业应用中非常普遍,基本的编程和外围电路的相关技术已经非常成熟,该系列单片机具有大量的资源可以利用。本文设计的系统主要目的在于检测水温并进行加热控制,用STC89C52单片机做为核心,用它测量和调节水温,以实现其既定的性能指标。系统主控部分电路如图2所示。
  本设计采用7段数码管,用其进行温度显示,虽然清晰度不如液晶,但相比液晶价格价格上优势明显,而且对于温度数字显示完全可以满足条件。
  温度设定部分电路主要是小键盘,功能主要完成温度的加、减、设定和复位、有四的按键即可满足任务,还可以节省单片机接口。
  使用传感器DS18B20检测水温,检测结果以数字信号传给单片机,控制各处理都比较方便。在本系统中,温度传感器的供电方式选择单片机供电。
  受单片机功能限制,系统的加热部分是采用外部模块,利用STC89C52单片机控制继电器,进而进行加热控制,控制电路如圖3所示。为控制成本,本文设计的系统略去降温电路,采取自然降温方式。
  3 系统软件流程
  系统的软件部分工作采用C语言来进行完成,进行调试的工具选择非常优秀的Keil C52。
  系统的主程序读取传感器的检测结果,在7段数码管上以数字形式表示出来,测量时间设置为1秒,通过测量结果与设定温度比较,给出不同的控制指令,流程如4。
  4 结论
  采用STC89C52单片机进行控制,采用C语言进行编程,受到限制很小,可以比较方便地实现控制和各种算法,而且可以同时对多个温度传感器进行多点采集,对多个继电器进行控制,安装方便,硬件简单实现,还可以与PC 机通信进行上传数据。本文的工作还很初步,还有大量后续工作需要进行。
  参考文献
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