硬件电路的设计
系统的功能分析及体系结构设计
3.1.1系统功能分析
本设计由STC89C52单片机电路+数字温度传感器DS18B20电路+按键电路+蜂鸣器报警电路+继电器控制电路+LCD1602液晶显示电路+电源电路组成。
1、LCD1602液晶实时显示当前温度值和设置的温度上下限报警值，温度上下限可以通过按键设置，超出之后会通过继电器自动调节回设置温度（继电器需要外接加热器和散热器）。
2、如果温度超过上限，温度过高打开制冷继电器，如果温度低于下限，温度过低打开制热继电器。
2、如果1分钟内，没有温度调节到上下限范围内，则蜂鸣器报警。
3.1.2系统总体结构
本系统具体框图如下图所示：
原理图：
DS18B20温度传感器模块电路设计
DS18B20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
一、DS18B20技术参数
（1）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（2）测温范围 －55℃～+125℃，固有测温误差（注意，不是分辨率，这里之前是错误的）1℃。
（3）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。
（4）工作电源: 3.0~5.5V/DC （可以数据线寄生电源）
（5）在使用中不需要任何外围元件
（6） 测量结果以9~12位数字量方式串行传送
DS18B20温度传感器可编程的分辨率为9~12位，温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒，用户可定义的非易失性温度报警设置，应用范围包括恒温控制、工业系统、消费电子产品温度计、或任何热敏感系统。试验证明DS18B20温度传感器满足本设计要求。
DS18B20温度传感器封装一般有2种，使用上都是一样的。可以根据使用环境随意选择。第一种是直接是裸露的芯片，主要用于空气温度检测。第2种是不锈钢钢管封装好的，防水，一般用于水温灯液体温度检测。实物图如下：
DS18B20温度传感器原理图如下。10K电阻为上拉电阻，保证DS18B20传感器数据读取更稳定。
系统软件设计
程序流程图
#include<reg52.h> //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义#include<stdio.h>#include "18b20.h"#include "1602.h"#include "delay.h"#define SETDOWN 0x01#define SETUP 0x02sbit key1=P2^0;//引脚定义sbit key2=P2^1;sbit key3=P2^2;sbit relay_jiare=P1^0;sbit relay_zhileng=P1^1;sbit buzzer=P1^4;unsigned int setL= 20; //上限unsigned int setH= 50; //下限unsigned char DisFlag=0;//更新显示标志unsigned char SetFlag=0;//设置参数标志unsigned long time2ms=0;//定时计数unsigned int buzLater=0; //蜂鸣器计时报int temp1;//读取温度初始值float temperature;//实际温度值unsigned char ReadTempFlag=0;//定义读时间标志char dis0[16];//定义显示区域临时存储数组char dis1[16];//定义显示区域临时存储数组unsigned char Num=0; //计数void CheckKey(void);void Init_Timer0(void);//定时器初始化void main (void){ relay_jiare=0;relay_zhileng=0;buzzer=0;Init_Timer0();LCD_Init(); //初始化液晶DelayMs(200);//延时有助于稳定LCD_Clear();//清屏relay_jiare=1;relay_zhileng=1;buzzer=1;while (1) //主循环{CheckKey(); //检测按键if(ReadTempFlag==1)//读取温度标志{ReadTempFlag=0;temp1=ReadTemperature();//读取温度temperature=(float)temp1*0.0625; //温度值转换}if(DisFlag==1){DisFlag=0;if((temperature>0)&&(temperature<150)){sprintf(dis0,"Temp:%4.1f C",temperature);//打印温度值LCD_Write_String(0,0,dis0);//显示第二行LCD_Write_Char(9,0,0xdf);//写入温度右上角点if(temperature<setL) //温度过低{relay_jiare=0;//开启升温 关闭降温relay_zhileng=1;}else if((temperature)>setH) //温度超高{relay_jiare=1;//关闭升温 开启降温relay_zhileng=0;}else //正常温度{relay_jiare=1;//关闭升温 关闭降温relay_zhileng=1;buzLater=0;}if(buzLater>=60)//正常清零 否则过高过低都会累加 超过1min{buzzer=0;}//打开蜂鸣器else{buzzer=1;}//关闭蜂鸣器}sprintf(dis1," %02d-- %02d ",setL,setH);LCD_Write_String(0,1,dis1);//初始化显示 if(SetFlag == 0)//按键设置标志{LCD_Write_Char(0,1,' ');LCD_Write_Char(5,1,' ');//更新显示标志}else if(SetFlag == 1)//按键设置标志{LCD_Write_Char(0,1,'S');LCD_Write_Char(5,1,' ');//更新显示标志}else if(SetFlag == 2)//按键设置标志{LCD_Write_Char(0,1,' ');LCD_Write_Char(5,1,'S');//更新显示标志}}}}void CheckKey(void){ static unsigned char rekey =0;if((key1==0)||(key2==0)||(key3==0)) //检测到按键按下{DelayMs(10); //小抖动if(rekey==0){if(key1==0) //检测是否按下{rekey=1;SetFlag++;//设置标志if(SetFlag >= 3) SetFlag = 0;}else if(key2==0)//设置值键{rekey=1;if(SetFlag==1)//处于设置1{if(setL > 0 ){setL=setL-1;}}else if(SetFlag==2)//处于设置2{if(setH > 0){setH=setH-1;}}}else if(key3==0)//设置值键{rekey=1;if(SetFlag==1)//处于设置1{if(setL < 99 ){setL=setL+1;}}else if(SetFlag==2)//处于设置2{if(setH < 99 ){setH=setH+1;}}}}}else{rekey=0; //防止重复检测到按键}}/*------------------------------------------------定时器初始化子程序------------------------------------------------*/void Init_Timer0(void){TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响//TH0=0x00;//给定初值//TL0=0x00;EA=1; //总中断打开ET0=1; //定时器中断打开TR0=1; //定时器开关打开}/*------------------------------------------------定时器中断子程序------------------------------------------------*/void Timer0_isr(void) interrupt 1 {TH0=(65536-20000)/256; //重新赋值 20msTL0=(65536-20000)%256;time2ms++;if(time2ms%10==0)//更新显示{DisFlag=1;if(time2ms%50==0) //读取温度{ReadTempFlag=1; //读标志位置1if(buzLater<200)buzLater++;}}}
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