智能家庭温度控制系统设计

智能家庭温度控制系统设计

摘要

随着科技的不断进步，在智能产品中温度是常用的被控参数，而采用单片机对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了以STC89C52单片机为核心的数字温度测量及自动控制系统的设计，该温度控制器可以实时显示和设定温度，实现对温度的自动控制。其组成部分为：STC89S52单片机、DS18B20智能数字温度传感器、键盘与显示电路、温度控制电路。高精度的DS18B20温度传感器作为温度检测元件，LED数码管并行动态显示作为显示电路，单片机通过对信号进行相应处理，从而实现对所测温度进行控制。当温度比设定温度小时，实现控制功能，当温度大于等于设定温度时，断开实现功能。此外，文中还介绍了该温度控制器的软件设计部分，主要模块包括：数码管显示程序、按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序。主程序通过调用各个上述子程序来完成所有的温度控制器功能。在此基础上本文还提出了系统软硬件抗干扰措施和系统软硬件及整机调试方案。

该温度控制器具有控制方便、简单的特点，可以实现对温度的高精度控制，并且可以提高被控系统的技术指标。

关键词：STC89S52单片机; DS18B20温度传感器;检测与报警;

1. 绪论 5

1.1 课题研究的背景及意义 5

1.2 课题研究的内容 5

2. 系统总体设计思路 5

2.1从机的温度采集控制无线发射报警部分 6

2.2主机的本地温度的采集，从机温度的接收与报警部分 10

3硬件的设计 14

3.1从机整体硬件设计 14

3.1.1 数码管显示设计 14

3.1.2 报警提示设计 14

3.1.3 继电器输出设计 15

3.1.4 温度采集设计 15

3.1.5 温度无线发射设计 16

3.1.6 按键输入设计 17

3.1.7 单片机系统设计 17

3.2主机整体硬件设计 18

3.2.1 液晶显示设计 18

3.2.2 报警提示设计 19

3.2.3 继电器输出设计 19

3.2.4 温度采集设计 20

3.2.5 温度无线接收设计 20

3.2.6 按键输入设计 21

3.2.7 单片机系统设计 22

4. 软件设计 22

4.1 温度传感器DS18B20的程序设计 23

4.2温度显示程序设计 23

4.3 温度无线发射程序设计 24

4.4 温度报警程序设计 24

4.5 按键程序设计 25

4.6 主程序设计 25

5. 结论 26

参考文献 27

致谢 28

附录源代码 PCB图 29

1从机代码 29

1.1 温度DS18B20程序 29

1.2 无线发射程序 33

1.3按键程序 41

1.4 数码管显示程序 46

1.5 主程序 48

2主机代码 49

2.1 LCD显示程序 49

2.2 温度DS18B20传感器程序 55

2.3 按键程序 59

2.4 无线接收程序 65

2.5 主程序 72

3主机PCB图 80

4从机PCB图 81

1. 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

温度是表面物体冷热程度的物理量，在工业是一个很重要的因数，温度的测量控制对产品的质量，提高生产效益，节约能源，生产安全等方面起到非常重要的重用。

由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各个传感器中居首位，随着科学的发展与生产的不断发展，温度传感器的种类还是在不断增加丰富来满足生产的需求，而单片机温度测量系统中的关键是测量温度，控制温度和保持温度，温度测量是工业生产对象中重要的被控制参数之一。

温度控制采用单片机设计的产品，温度控制的发展引用单片机后，可以降低对某些硬件电路的要求，但依然需要重视测量电路本身的重要性，尤其是直接获取被测信号的传感器部分。单片机的温度控制系统，可以实现对温度的精确控制，是的在某些场合对温度要求得以实现。对人们的生产和生活影响巨大。比如，冬天的大棚菜，使得在冬天能吃上新鲜的蔬菜，钢铁厂对温度的要求也很高，总之，现代工业设计都离不开温度的控制，温度的控制起着很大的作用。

1.2 课题研究的内容

本文所研究的课题是家庭温度的检测、控制、报警，现在家庭中的家电越来越多，危险存在的几率大大增加，在厨房里，厨灶，热水器，一起加热的电气，当出现故障是会加热失控，可能出现持续加温，当温度增加到一个值时会发生火灾，我们的家庭温度控制系统，会帮助检测家中每一间房子的温度，并能从每一个房间把每一个房间的温度通过无线发射到控制主房间上，可以意义控制每一个房间的温度，可以把降低危险发生的概率。

2.系统总体设计思路

家庭温度控制系统主要分为主机与从机，主机主要包括从机温度的接收和管理，本地温度的采集，继电器的控制输出，按键的输入。主机采集的本地温度和接收到的从机温度通过液晶显示屏显示出来，通过按键可以切换换面，设置温度的警戒值，温度超过设定值时会报警和继电器输出控制降温或升温。从机主要包括本地温度的采集温度的发射，继电器的控制输出，按键的输入。从机本地温度的采集通过数码管显示出来，通过按键可以切换温度和设定值的画面，警戒值的设定，当温度超过或者低于设定值时，控制继电器输出控制升温或者降温。

参考文献

[1]新概念51单片机C语言教程：入门、提高、拓展全攻略-郭天祥-北京：电子出版社2009.1

[2]电子技术-尹常永-北京：高等教育出版社，2013.8

[3]传感器技术应用-樊尚春：北京航空航天大学出版社 2010.1