連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]溫度是表示物體冷卻程度物理量，也是一種最基本的環(huán)境參數(shù)。在農工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，對溫度的測量與控制占據(jù)著極其重要的地位?，F(xiàn)在，集溫度測量與A/D轉換于一體的輸出數(shù)字量的單總線數(shù)字式溫度傳感器以DS18B20為代表與單片機接口電路簡單，在距離遠，節(jié)點分布多的場合得到廣泛的應用，具有較強的推廣應用價值。采用單片機進行控制可以使控制更加簡單、方便、靈活，而且可以更好地提高被控制溫度的技術指標，從而大大提聞廣品的品質。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種以AT89C51單片機系統(tǒng)為核心，對單點的溫度進行實時檢測的連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
系統(tǒng)采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20對溫度進行檢測采集；將采集溫度數(shù)字信號傳輸?shù)紸T89C51單片機的接口上；采用4位LED八段數(shù)碼管進行實時顯示溫度值；采用ULN2003與AT89C51單片機接口連接來驅動直流電機控制風門的開閉來控制溫度；采用蜂鳴器二極管來組成報警電路。本發(fā)明包括溫度傳感器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、溫度顯示模塊、溫度控制模塊、報警模塊五個部分。
[0005]溫度傳感器采用DS18B20，它是一種單總線式的數(shù)字溫度傳感器，可以達到9一 12位的數(shù)字量精度，誤差可以精確到±0.5°C。主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經(jīng)過三個步驟:(1)每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進行復位；(2)復位成功后發(fā)送一條ROM指令；(3)最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15?60微秒左右后發(fā)出60?240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序。
[0006]數(shù)據(jù)傳輸模塊:由于溫度采集和實施控制是通過單片機控制系統(tǒng)實現(xiàn)，并且由于PC機要完成溫度監(jiān)控，需要單片機與PC機之間進行通訊，所以它們之間要有相匹配的通訊協(xié)議。本發(fā)明處理的數(shù)據(jù)在較短的距離傳輸并且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，所以采用在控制系統(tǒng)中經(jīng)常使用的RS232C串行通信方式。
[0007]溫度顯示模塊:顯示器由4個LED數(shù)碼管組成。輸入有12個信號，它們是段選信號P1.0?P1.7和位選信號INT1、INT0、T1、T0。若想使LED發(fā)光則必須保證有足夠大的電流流過LED的各段。流過LED的電流大時，LED發(fā)光亮度高；流過LED的電流小時，LED發(fā)光亮度就低，為了使LED能夠長期可靠地工作應使流過LED的電流為其額定電流。為LED顯示器提供電流的電路稱為LED的驅動電路。由于顯示部分選擇了靜態(tài)顯示，因此驅動電路也選擇靜態(tài)驅動。
[0008]溫度控制模塊:利用AT89C51作為控制器，采用實時控制的方法，在主機AT89C51的P3 口輸出溫度的控制信號，由L298電機驅動芯片和直流電機組成。L298為電機驅動來驅動直流電機的正反轉，從而控制風門的開閉來實現(xiàn)對環(huán)境溫度的控制。
[0009]報警模塊:超過上限值或低于下限值給單片機p2 口對應口賦低電平，使聲光報警進行工作。
[0010]系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序主程序主要實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，DS18B20溫度采集，顯示數(shù)據(jù)，溫度控制。系統(tǒng)的初始化包括寄存器的初始化(控制寄存器、堆棧、中斷寄存器等)，通信的初始化，LED顯示的初始化，輸出端口的初始化，采集、累計數(shù)據(jù)的初始化。DS18B20溫度采集，它將檢測的溫度信號轉換成數(shù)字信號輸出到單片機接口。顯示數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)轉換(主要實現(xiàn)將各類參數(shù)、測量數(shù)據(jù)、計算累計值等轉換成LED顯示所需的數(shù)據(jù)類型)和顯示屏的刷新(包括刷新采集數(shù)據(jù)屏和根據(jù)按下的鍵更改顯示屏)。
[0011 ] 本發(fā)明的優(yōu)點和效果:
(1)本發(fā)明采用新型數(shù)字溫度傳感器DS18B20，其具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點，因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面有了極大的提高，在實際應用中取得了良好的測溫效果。
[0012](2)本發(fā)明的顯示模塊采用LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機接口簡單易行。
[0013](3)本發(fā)明的主控芯片采用AT89C51，它不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內的4K程序存儲器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲器，用戶可以用電的方式達到瞬間擦除、改寫。而這種單片機對開發(fā)設備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。
【附圖說明】
[0014]圖1為DS18B20測溫過程示意圖；
圖2為LED數(shù)碼管顯示原理圖；
圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)總流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
系統(tǒng)采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20對溫度進行檢測采集；將采集溫度數(shù)字信號傳輸?shù)紸T89C51單片機的接口上；采用4位LED八段數(shù)碼管進行實時顯示溫度值；采用ULN2003與AT89C51單片機接口連接來驅動直流電機控制風門的開閉來控制溫度；采用蜂鳴器二極管來組成報警電路。本發(fā)明包括溫度傳感器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、溫度顯示模塊、溫度控制模塊、報警模塊五個部分。
[0016]結合圖1，圖1為DS18B20測溫過程示意圖。溫度傳感器采用DS18B20，它是一種單總線式的數(shù)字溫度傳感器，可以達到9 一 12位的數(shù)字量精度，誤差可以精確到±0.5°C。主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經(jīng)過三個步驟:(1)每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進行復位；(2)復位成功后發(fā)送一條ROM指令；(3)最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15?60微秒左右后發(fā)出60?240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序。
[0017]結合圖2，圖2為LED數(shù)碼管顯示原理圖。顯示器由4個LED數(shù)碼管組成。輸入有12個信號，它們是段選信號P1.0?P1.7和位選信號INT1、INT0、T1、T0。若想使LED發(fā)光則必須保證有足夠大的電流流過LED的各段。流過LED的電流大時，LED發(fā)光亮度高；流過LED的電流小時，LED發(fā)光亮度就低，為了使LED能夠長期可靠地工作應使流過LED的電流為其額定電流。為LED顯示器提供電流的電路稱為LED的驅動電路。由于顯示部分選擇了靜態(tài)顯示，因此驅動電路也選擇靜態(tài)驅動。
[0018]溫度控制模塊:利用AT89C51作為控制器，采用實時控制的方法，在主機AT89C51的P3 口輸出溫度的控制信號，由L298電機驅動芯片和直流電機組成。L298為電機驅動來驅動直流電機的正反轉，從而控制風門的開閉來實現(xiàn)對環(huán)境溫度的控制。
[0019]報警模塊:超過上限值或低于下限值給單片機p2 口對應口賦低電平，使聲光報警進行工作。
[0020]結合圖3，圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)總流程圖。系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序主程序主要實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，DS18B20溫度采集，顯示數(shù)據(jù)，溫度控制。系統(tǒng)的初始化包括寄存器的初始化(控制寄存器、堆棧、中斷寄存器等)，通信的初始化，LED顯示的初始化，輸出端口的初始化，采集、累計數(shù)據(jù)的初始化。DS18B20溫度采集，它將檢測的溫度信號轉換成數(shù)字信號輸出到單片機接口。顯示數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)轉換(主要實現(xiàn)將各類參數(shù)、測量數(shù)據(jù)、計算累計值等轉換成LED顯示所需的數(shù)據(jù)類型)和顯示屏的刷新(包括刷新采集數(shù)據(jù)屏和根據(jù)按下的鍵更改顯示屏)。
【主權項】
1.一種連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)，包括硬件模塊和系統(tǒng)程序，其特征在于:所述硬件模塊包括主機、溫度傳感器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、溫度顯示模塊、溫度控制模塊、報警模塊；所述溫度傳感器采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20 ;將采集溫度數(shù)字信號傳輸?shù)紸T89C51單片機的接口上；溫度顯示模塊采用4位LED八段數(shù)碼管；溫度控制模塊采用ULN2003與AT89C51單片機接口連接驅動直流電機控制風門的開閉來控制溫度；報警模塊采用蜂鳴器二極管組成報警電路；所述系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序主程序主要實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，DS18B20溫度采集，顯示數(shù)據(jù)，溫度控制；系統(tǒng)的初始化包括寄存器的初始化通信的初始化，LED顯示的初始化，輸出端口的初始化，采集、累計數(shù)據(jù)的初始化；DS18B20溫度采集，它將檢測的溫度信號轉換成數(shù)字信號輸出到單片機接口 ；顯示數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)轉換和顯示屏的刷新。2.根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經(jīng)過三個步驟: (1)每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進行復位； (2)復位成功后發(fā)送一條ROM指令； (3)最后發(fā)送RAM指令； 所述復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15?60微秒左右后發(fā)出60?240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功；其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序。3.根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)傳輸模塊使用的RS232C串行通信方式。4.根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度顯示模塊中顯示器由4個LED數(shù)碼管組成；LED顯示器驅動電路采用靜態(tài)驅動電路。5.根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度控制模塊:利用AT89C51作為控制器，采用實時控制的方法，在主機AT89C51的P3 口輸出溫度的控制信號，由L298電機驅動芯片和直流電機組成；L298為電機驅動來驅動直流電機的正反轉，從而控制風門的開閉來實現(xiàn)對環(huán)境溫度的控制；所述報警模塊:超過上限值或低于下限值給單片機P2 口對應口賦低電平，使聲光報警進行工作。
【專利摘要】<b>本發(fā)明公開了一種連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)，包括溫度傳感器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、溫度顯示模塊、溫度控制模塊、報警模塊五個部分。以AT89C51單片機系統(tǒng)為核心，對單點的溫度進行實時檢測的連續(xù)溫控干燥監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20對溫度進行檢測采集；將采集溫度數(shù)字信號傳輸?shù)紸T89C51單片機的接口上；采用4位LED八段數(shù)碼管進行實時顯示溫度值;采用ULN2003與AT89C51單片機接口連接來驅動直流電機控制風門的開閉來控制溫度；采用蜂鳴器二極管來組成報警電路。</b><b />
【IPC分類】G05D23/32
【公開號】CN105487579
【申請?zhí)枴緾N201410473838
【發(fā)明人】李相武, 王瑛, 李忠喜
【申請人】哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月17日