CN105487579A - 连续温控干燥监控系统 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明公开了一种连续温控干燥监控系统,包括温度传感器、数据传输模块、温度显示模块、温度控制模块、报警模块五个部分。以AT89C51单片机系统为核心,对单点的温度进行实时检测的连续温控干燥监控系统。系统采用数字温度传感器DS18B20对温度进行检测采集;将采集温度数字信号传输到AT89C51单片机的接口上;采用4位LED八段数码管进行实时显示温度值;采用ULN2003与AT89C51单片机接口连接来驱动直流电机控制风门的开闭来控制温度;采用蜂鸣器二极管来组成报警电路。</b><b />
Description
技术领域
本发明涉及一种环境监控系统,尤其涉及一种连续温控干燥监控系统。
背景技术
温度是表示物体冷却程度物理量,也是一种最基本的环境参数。在农工业生产及日常生活中,对温度的测量与控制占据着极其重要的地位。现在,集温度测量与A/D转换于一体的输出数字量的单总线数字式温度传感器以DS18B20为代表与单片机接口电路简单,在距离远,节点分布多的场合得到广泛的应用,具有较强的推广应用价值。采用单片机进行控制可以使控制更加简单、方便、灵活,而且可以更好地提高被控制温度的技术指标,从而大大提高产品的品质。
发明内容
本发明的目的是提供一种以AT89C51单片机系统为核心,对单点的温度进行实时检测的连续温控干燥监控系统。
本发明的目的是这样实现的:
系统采用数字温度传感器DS18B20对温度进行检测采集;将采集温度数字信号传输到AT89C51单片机的接口上;采用4位LED八段数码管进行实时显示温度值;采用ULN2003与AT89C51单片机接口连接来驱动直流电机控制风门的开闭来控制温度;采用蜂鸣器二极管来组成报警电路。本发明包括温度传感器、数据传输模块、温度显示模块、温度控制模块、报警模块五个部分。
温度传感器采用DS18B20,它是一种单总线式的数字温度传感器,可以达到9—12位的数字量精度,误差可以精确到±0.5℃。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:(1)每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位;(2)复位成功后发送一条ROM指令;(3)最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待15~60微秒左右后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。
数据传输模块:由于温度采集和实施控制是通过单片机控制系统实现,并且由于PC机要完成温度监控,需要单片机与PC机之间进行通讯,所以它们之间要有相匹配的通讯协议。本发明处理的数据在较短的距离传输并且传输的数据量较小,所以采用在控制系统中经常使用的RS232C串行通信方式。
温度显示模块:显示器由4个LED数码管组成。输入有12个信号,它们是段选信号P1.0~P1.7和位选信号INT1、INT0、T1、T0。若想使LED发光则必须保证有足够大的电流流过LED的各段。流过LED的电流大时,LED发光亮度高;流过LED的电流小时,LED发光亮度就低,为了使LED能够长期可靠地工作应使流过LED的电流为其额定电流。为LED显示器提供电流的电路称为LED的驱动电路。由于显示部分选择了静态显示,因此驱动电路也选择静态驱动。
温度控制模块:利用AT89C51作为控制器,采用实时控制的方法,在主机AT89C51的P3口输出温度的控制信号,由L298电机驱动芯片和直流电机组成。L298为电机驱动来驱动直流电机的正反转,从而控制风门的开闭来实现对环境温度的控制。
报警模块:超过上限值或低于下限值给单片机p2口对应口赋低电平,使声光报警进行工作。
系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序主程序主要实现系统的初始化,DS18B20温度采集,显示数据,温度控制。系统的初始化包括寄存器的初始化(控制寄存器、堆栈、中断寄存器等),通信的初始化,LED显示的初始化,输出端口的初始化,采集、累计数据的初始化。DS18B20温度采集,它将检测的温度信号转换成数字信号输出到单片机接口。显示数据包括数据转换(主要实现将各类参数、测量数据、计算累计值等转换成LED显示所需的数据类型)和显示屏的刷新(包括刷新采集数据屏和根据按下的键更改显示屏)。
本发明的优点和效果:
(1)本发明采用新型数字温度传感器DS18B20,其具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点,因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面有了极大的提高,在实际应用中取得了良好的测温效果。
(2)本发明的显示模块采用LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活,与单片机接口简单易行。
(3)本发明的主控芯片采用AT89C51,它不但和8051指令、管脚完全兼容,而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的,这种工艺的存储器,用户可以用电的方式达到瞬间擦除、改写。而这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。
附图说明
图1为DS18B20测温过程示意图;
图2为LED数码管显示原理图;
图3为本发明的系统总流程图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
系统采用数字温度传感器DS18B20对温度进行检测采集;将采集温度数字信号传输到AT89C51单片机的接口上;采用4位LED八段数码管进行实时显示温度值;采用ULN2003与AT89C51单片机接口连接来驱动直流电机控制风门的开闭来控制温度;采用蜂鸣器二极管来组成报警电路。本发明包括温度传感器、数据传输模块、温度显示模块、温度控制模块、报警模块五个部分。
结合图1,图1为DS18B20测温过程示意图。温度传感器采用DS18B20,它是一种单总线式的数字温度传感器,可以达到9—12位的数字量精度,误差可以精确到±0.5℃。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:(1)每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位;(2)复位成功后发送一条ROM指令;(3)最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待15~60微秒左右后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。
结合图2,图2为LED数码管显示原理图。显示器由4个LED数码管组成。输入有12个信号,它们是段选信号P1.0~P1.7和位选信号INT1、INT0、T1、T0。若想使LED发光则必须保证有足够大的电流流过LED的各段。流过LED的电流大时,LED发光亮度高;流过LED的电流小时,LED发光亮度就低,为了使LED能够长期可靠地工作应使流过LED的电流为其额定电流。为LED显示器提供电流的电路称为LED的驱动电路。由于显示部分选择了静态显示,因此驱动电路也选择静态驱动。
温度控制模块:利用AT89C51作为控制器,采用实时控制的方法,在主机AT89C51的P3口输出温度的控制信号,由L298电机驱动芯片和直流电机组成。L298为电机驱动来驱动直流电机的正反转,从而控制风门的开闭来实现对环境温度的控制。
报警模块:超过上限值或低于下限值给单片机p2口对应口赋低电平,使声光报警进行工作。
结合图3,图3为本发明的系统总流程图。系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序主程序主要实现系统的初始化,DS18B20温度采集,显示数据,温度控制。系统的初始化包括寄存器的初始化(控制寄存器、堆栈、中断寄存器等),通信的初始化,LED显示的初始化,输出端口的初始化,采集、累计数据的初始化。DS18B20温度采集,它将检测的温度信号转换成数字信号输出到单片机接口。显示数据包括数据转换(主要实现将各类参数、测量数据、计算累计值等转换成LED显示所需的数据类型)和显示屏的刷新(包括刷新采集数据屏和根据按下的键更改显示屏)。
Claims (5)
1.一种连续温控干燥监控系统,包括硬件模块和系统程序,其特征在于:所述硬件模块包括主机、温度传感器、数据传输模块、温度显示模块、温度控制模块、报警模块;所述温度传感器采用数字温度传感器DS18B20;将采集温度数字信号传输到AT89C51单片机的接口上;温度显示模块采用4位LED八段数码管;温度控制模块采用ULN2003与AT89C51单片机接口连接驱动直流电机控制风门的开闭来控制温度;报警模块采用蜂鸣器二极管组成报警电路;所述系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序主程序主要实现系统的初始化,DS18B20温度采集,显示数据,温度控制;系统的初始化包括寄存器的初始化通信的初始化,LED显示的初始化,输出端口的初始化,采集、累计数据的初始化;DS18B20温度采集,它将检测的温度信号转换成数字信号输出到单片机接口;显示数据包括数据转换和显示屏的刷新。
2.根据权利要求1所述的一种连续温控干燥监控系统,其特征在于:所述主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:
(1)每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位;
(2)复位成功后发送一条ROM指令;
(3)最后发送RAM指令;
所述复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待15~60微秒左右后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功;其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。
3.根据权利要求1所述的一种连续温控干燥监控系统,其特征在于:所述数据传输模块使用的RS232C串行通信方式。
4.根据权利要求1所述的一种连续温控干燥监控系统,其特征在于:所述温度显示模块中显示器由4个LED数码管组成;LED显示器驱动电路采用静态驱动电路。
5.根据权利要求1所述的一种连续温控干燥监控系统,其特征在于:所述温度控制模块:利用AT89C51作为控制器,采用实时控制的方法,在主机AT89C51的P3口输出温度的控制信号,由L298电机驱动芯片和直流电机组成;L298为电机驱动来驱动直流电机的正反转,从而控制风门的开闭来实现对环境温度的控制;所述报警模块:超过上限值或低于下限值给单片机p2口对应口赋低电平,使声光报警进行工作。
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CN201410473838.2A CN105487579A (zh) | 2014-09-17 | 2014-09-17 | 连续温控干燥监控系统 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106196896A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-12-07 | 安庆市微知著电器有限公司 | 一种控温式干燥器 |
CN106644112A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-05-10 | 合肥移顺信息技术有限公司 | 一种基于fpga的工业现场温度采集报警方法及装置 |
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2014
- 2014-09-17 CN CN201410473838.2A patent/CN105487579A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106644112A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-05-10 | 合肥移顺信息技术有限公司 | 一种基于fpga的工业现场温度采集报警方法及装置 |
CN106644112B (zh) * | 2016-11-10 | 2023-05-09 | 合肥移顺信息技术有限公司 | 一种基于fpga的工业现场温度采集报警方法及装置 |
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Application publication date: 20160413 |