CN103838268A - 一种基于单片机的温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单片机的温度控制系统，包括温度传感器、与所述温度传感器相接的单片机以及电源模块，单片机通过串行通信模块与上位机进行通信，单片机的输入端接有用于方便用户进行参数设置的键盘电路，单片机的输出端接有液晶显示电路和超温报警电路，单片机的输出端还接用于在温度超过上限报警温度时启动压缩制冷器进行温度调节的继电器一和用于在温度低于下限报警温度时启动加热器进行温度调节的继电器二，继电器一与压缩制冷器相接，继电器二与加热器相接，温度传感器为DS18B20温度传感器，单片机为芯片AT89S52，键盘电路包括4×4矩阵键盘。该温度控制系统的结构设计合理、精度高、温控效果好。

Description

一种基于单片机的温度控制系统

技术领域

本发明涉及一种温度控制系统，特别是涉及一种基于单片机的温度控制系统。

背景技术

温度的变化会给我们的生活、工作、生产带来重大影响，因此对温度的测量至关重要。其测量控制仪表使用各种各样形态的温度传感器。随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输处理的功能器件，温度传感器的作用日显突出，已成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其用途已遍及工农业和日常生活的各个领域。在工业企业中如何提高温度控制对象的运行性能一直都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。之类控制对象惯性大，滞后现象严重，存在很多不确定因素，难以建立精确的数学模型，从而导致控制系统性能不佳，甚至出现控制不稳定，失控现象。传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁，可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式，但PID控制对象的模型难以建立，并且当扰动因素不明确时，参数调整不便仍普遍存在的问题。受这些因素制约，目前难以达到实用化阶段。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于单片机的温度控制系统。该温度控制系统的结构设计合理、精度高、温控效果好、稳定性好、实时性高，便于推广使用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：包括多个用于对温度进行实时检测的温度传感器、与多个所述温度传感器相接且用于对温度传感器输出信号进行检测并依据设定值做出各种操作的单片机以及为系统中各用电单元供电的电源模块，所述单片机通过串行通信模块与上位机进行通信从而实现对该温度控制系统的远程控制，所述单片机的输入端接有用于方便用户进行参数设置的键盘电路，所述单片机的输出端接有用于显示温度值的液晶显示电路和用于在温度超出设定的上限报警温度或下限报警温度时发出声光报警提示的超温报警电路，所述单片机的输出端还接有用于在温度超过上限报警温度时启动压缩制冷器进行温度调节的继电器一和用于在温度低于下限报警温度时启动加热器进行温度调节的继电器二，所述继电器一与压缩制冷器相接，所述继电器二与加热器相接，所述温度传感器为DS18B20温度传感器，所述单片机为芯片AT89S52，所述键盘电路包括4×4矩阵键盘。

上述的一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：所述电源模块包括220V/5V变压器和LM7805稳压芯片。

上述的一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：所述串行通信模块为MAX232电平转换芯片。

上述的一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：所述液晶显示电路采用1602液晶。

上述的一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：所述超温报警电路采用LED发光二极管和蜂鸣器。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构设计合理：本发明包括DS18B20温度传感器、键盘电路、电源模块、串行通信、CPU、液晶显示电路、超温保护、继电器一、继电器二、压缩制冷器和加热器，结构设计合理。

2、实时性高：本发明实现了小电流、弱信号对高电压、大电流的有效安全控制。

3、精确度高：本发明使用DS18B20数字温度传感器进行温度检测，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。

4、实用性好：本发明使用DS18B20作为传感器，由于DS18B20的小型化，更加可以通过单条数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。

5、使用灵活：本发明即可在现场使用液晶显示和按键控制，还可以通过上位机远程进行温度显示和控制，使用户能随时对温度进行监控，提高了系统的灵活性。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

附图标记说明:

1—温度传感器；      2—键盘电路；    3—电源模块；

4—串行通信模块；    5—单片机；      6—液晶显示电路；

7—超温报警电路；    8—继电器一；    9—继电器二；

10—压缩制冷器；     11—加热器；     12—上位机。

具体实施方式

如图1所示的一种基于单片机的温度控制系统，包括多个用于对温度进行实时检测的温度传感器1、与多个所述温度传感器1相接且用于对温度传感器1输出信号进行检测并依据设定值做出各种操作的单片机5以及为系统中各用电单元供电的电源模块3，所述单片机5通过串行通信模块4与上位机12进行通信从而实现对该温度控制系统的远程控制，所述单片机5的输入端接有用于方便用户进行参数设置的键盘电路2，所述单片机5的输出端接有用于显示温度值的液晶显示电路6和用于在温度超出设定的上限报警温度或下限报警温度时发出声光报警提示的超温报警电路7，所述单片机5的输出端还接有用于在温度超过上限报警温度时启动压缩制冷器10进行温度调节的继电器一8和用于在温度低于下限报警温度时启动加热器11进行温度调节的继电器二9，所述继电器一8与压缩制冷器10相接，所述继电器二9与加热器11相接，所述温度传感器1为DS18B20温度传感器，所述单片机5为芯片AT89S52，所述键盘电路2包括4×4矩阵键盘。

本实施例中，所述DS18B20温度传感器采用美国DALLAS公司生产的单总线器件。所述电源模块3包括220V/5V变压器和LM7805稳压芯片。所述串行通信模块4采用TI公司的MAX232电平转换芯片。所述液晶显示电路6采用1602液晶。所述超温报警电路7采用LED发光二极管和蜂鸣器。

本发明的工作过程是：当系统电源接通后，温度传感器1从设备的不同位置采集温度，单片机5获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，同时通过RS232串口总线将当前温度传送给上位机12，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理超过设定温度上限时，单片机5通过引脚输出高/低电平驱动继电器一8开启压缩制冷器10进行降温，当采集的温度经处理后低于设定温度的下限时，单片机5通过引脚输出高/低电平驱动继电器二9开启加热器11进行升温。当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感器1投出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定温度限内的时候，单片机5驱动超温报警电路7发出声、光报警信号。用户即可在现场使用液晶显示和按键控制，还可以通过上位机12远程进行温度显示和控制，使用户能随时对温度进行监控，提高了系统的灵活性。如果用户测量的温度点增加，只需相应的增加温度传感器1的数目即可，扩展相当方便，这也是为什么选择该款数字温度传感器的原因之一。通过串口通信及RS232总线，用户可对温度实时远程控制，通过上位机12可实现报警温度设置，现场实时温度显示、温度曲线绘制、存储、查询、统计、控制等功能，系统操作简便，自动化程度高、扩展方便且具有良好的人机交互功能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：包括多个用于对温度进行实时检测的温度传感器（1）、与多个所述温度传感器（1）相接且用于对温度传感器（1）输出信号进行检测并依据设定值做出各种操作的单片机（5）以及为系统中各用电单元供电的电源模块（3），所述单片机（5）通过串行通信模块（4）与上位机（12）进行通信从而实现对该温度控制系统的远程控制，所述单片机（5）的输入端接有用于方便用户进行参数设置的键盘电路（2），所述单片机（5）的输出端接有用于显示温度值的液晶显示电路（6）和用于在温度超出设定的上限报警温度或下限报警温度时发出声光报警提示的超温报警电路（7），所述单片机（5）的输出端还接有用于在温度超过上限报警温度时启动压缩制冷器（10）进行温度调节的继电器一（8）和用于在温度低于下限报警温度时启动加热器（11）进行温度调节的继电器二（9），所述继电器一（8）与压缩制冷器（10）相接，所述继电器二（9）与加热器（11）相接，所述温度传感器（1）为DS18B20温度传感器，所述单片机（5）为芯片AT89S52，所述键盘电路（2）包括4×4矩阵键盘。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：所述电源模块（3）包括220V/5V变压器和LM7805稳压芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：所述串行通信模块（4）为MAX232电平转换芯片。

4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：所述液晶显示电路（6）采用1602液晶。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的温度控制系统，其特征在于：所述超温报警电路（7）采用LED发光二极管和蜂鸣器。

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