基于80C51单片机超温报警温控器

罗剑1徐晓2

（1.湖南九嶷职业技术学院 机电系，湖南 永州 425000；2.湖南科技学院 物电系，湖南 永州 425100） 摘要：为了实现花卉棚的温度控制，设计了一种基于80C51单片机的温度自动控制系统。该系统采用DS18B20采集温度，利用风机和加热装置调节温度，具有温度超限报警功能。系统结构简单、具有成本低廉、控制精度高的特点。

关键词：80C51; 超温报警; 温度控制; 花卉棚

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1673-2219（2009）04-0065-03

0 引 言

花卉棚的花卉的生长温度的控制是关键。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。本文利用单片机来控制风机自动调节花棚的温度，根据电机的转动或者停止，决定给花棚送风或者停止送风，使花棚内的温度在规定的范围内（10℃-25℃）。

1超温报警温控器控制原理

系统是对花卉生长过程中棚内温度的控制。首先，将DS18B20测量结果送给单片机，单片机将DS18B20测量结果温度值与内部指定单元的给定温度值T进行比较，通过执行机构风机来调节温度,当温度低于10℃或者高于25℃都将通过报警系统发出报警声。

2系统组成方框图

花卉棚超温报警温控器如图1所示,整个系统由单片机、温度设置、温度显示、DS18B20控制电路、报警器模块组成。单片机主要负责接受来自DS18B20数据,对数据进行对比处理,通过输出电路给控制电路发出指令,来控制电动机电源线的常闭的继电器,控制风机的启停。温度显示和报警器模块是执行来自单片机指令并反馈结果给用户。

收稿日期：2008－11－05 修订日期：2009－02－15 作者简介：罗剑 ( 1980－) ，女，助理工程师, 研究方向为机电一体化。

3各部分的工作原理简介

3.1单片机与各模块连接工作原理

采用80C51单片机,它是一个低电压，高性能的CMOS 8位单片机。有40个引脚，32个外部双向输入/输出端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器, 2个全双工串行通信口，2个读写口线。芯片间均通过串口通讯,本方案中单片机的P1.0,P1.1引脚与温度设置K1,K2连接,电阻R16, R17为其外部的上拉电阻,做为温度设置输入口。在FIASH编程时，P1口作当FIASH进行校验时，它可以被定义为地址的第八位接受。单片机P0口输出的控制量输入输出电路,且通过光电耦合器件来决定CMOS三极管的导通与否，再通过继电器和常开触点的闭合来控制输出电压，来控制风机的运动，使得输出电路在完成输出控制功能的同时具有较高的电气隔离和抗干扰能力。其P3.7引脚与DS18B20温度传感的DB引脚相连,作为温度信号的(输入,输出), 其P2.0引脚与报警电路的主芯片LM386的输入管脚连接进行信号的双通讯,其P O.O―P O.6引脚与显示电路的主芯片1602的D0~D7数据线相连来控制LED显示。系统原理图如图2所示。

3.2 DS18B20与单片机的连接及测温原理

与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写。温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高[1]。由于DS18B20采用单总线接口方式，所以它与单片机只需要一根接口线即可，即只需要把18B20的DB线与单片机的一根接口线连接即可, 系统DB线与单片机P3.7口连接。

图1 系统方框图

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3.3显示模块

D0~D7为1602的数据线，它与单片机的P 0口相连，R 8~R 15为上拉电阻，R 为LCD 对比度调节电阻。RS ，RW ，E 为控制口线[2]

, 实时显示花卉棚的温度。

3.4 报警模块

模块主要由LM386和扬声器组成，LM386是常用的音频功率放大器，它增益高，功耗小。LM386的IN+端与单片机的P 2.0口相接，扬声器通过电容耦合接在V OUT 端，当P 2.0口有信号输出的时候扬声器发出声音。

3.5控制模块

系统采用的是由单相交流电机的风机，单相交流电机由两个绕组组成，其中，主绕组为运行绕组，用以产生主磁场，副绕组为启动绕组，它和主绕组共同作用，产生合成的旋转磁场，使得电动机得到启动转矩。

风机的启动采用电流型启动继电器（接在单片机的一个I/O 口中），如图3所示，启动时，由于主绕组的启动电流较大，使继电器运作，电动机副绕组通过继电器的常开触头接到电源上，电动机启动。随着转速的升高，主绕组中的电流减小到一定程度时，继电器复位，副绕组中的串联的触头断开，使副绕组脱离电源[3]。

当花棚内的温度低于规定的温度时，单片机的一个I/O 口发出信号，控制K 1继电器，使触头接到电源上，加热器H 开始加热，同时启动风机M 1，当花卉棚的温度升至设定温度值时，单片机的一个I/O (P 3.0) 口发出信号，控制继电器K 1触头断开，停止加热；当花棚内的温度高于规定的温度时，单片机的一个I/O(P 3.1)口发出信号，控制继电器K 2，使触头接到电源上，启动风机M 开始送风，当温度降至设

2 所示。

3.6

温度设置模块介绍

为了使系统更具有通用性，系统通过温度设置模块设定用户所需要的报警上限和下限报警温度值，其原理是通过两个按键的按键次数来决定温度值，系统通过软件设定了显示器的显示初值为10℃，当K 1按下一次则使报警温度值加1，直到用户所需的温度值为止，K 2的作用与K 1相反，它用于设置下限报警温度值[4] 。

4软件设计

DS18B20采用单总线接口方式连接到单片机，其主程序就是进行器件的初始化，启动定时器，启动LCD 显示，单片机接受与发送温度控制字进行比较来控制电机的运动等。主程序流程如图4所示。

图3控制系统原理图

图2系统原理

5 结 语

本论文应用51单片机实现了花卉棚的温度超限控制，

解决了人工控制的不精确与不及时的问题，控制器结构简

单、成本低，可以广泛推广应用。

参考文献：

[1]张毅坤, 陈善久, 裘雪红.单片微型计算机原理及应用

[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，1997.

[2]杨素行.模拟电子技术基础简明教程（第二版）[M]. 北京：

高等教育出版社，1997.

[3]康晓明.电机与拖动[M]. 北京：国防工业出版社，2005,7.

[4]王俊峰, 孟令启等. 现代传感技术[M]. 北京：机械工业出

版社，2006.

（责任编校：刘志壮）

An over temperature alarm controller based on 80c51

LUO Jian1, XU Xiao2

(1.Hunan Jiu Yi V ocational-technical College, Yongzhou, 425000 China;

2 .Department of Physics and Electronic Engineering, Hunan University of Science and Engineering, Hunan Yongzhou, 425100 China)

Abstract: The article designed a temperature automatic control system based on the 80C51 in order to realize flowers and plants awning's temperature control.This system carries on the survey temperature through DS18B20, The devices of furnace& fan is used to adjust Temperature,It has over temperature alarm function. The system has character such as configuration compact, low cost and high control accuracy.

Key words: 80C51; Over temperature alarm; Temperature controller; Flowers and plants awning

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