基于51單片機的無線溫度控制系統(tǒng)設(shè)計

蘇康友

本文介紹一種無線多點溫度采集控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。本設(shè)計系統(tǒng)以STC89C52作為控制核心，采用傳感器DS18B20進行實時溫度檢測，并通過無線收發(fā)芯片NRF24L01進行數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集和無線遠(yuǎn)程監(jiān)控。

【關(guān)鍵詞】STC89C52 無線 溫度傳感器DS18B20

1 引言

隨著社會的發(fā)展，溫度的測量在工業(yè)領(lǐng)域和日常生活中變得越來越重要，對溫度測量和控制也提出了更高的要求。在市場上很多的測溫控制系統(tǒng)大多是采用有線連接的測溫裝置，主要由溫度傳感器、監(jiān)控上位機和分線器等組成。它們之間的數(shù)據(jù)傳輸采用的有線電纜，而且大部分的溫度裝置都是單點測量，從而導(dǎo)致了溫度檢測數(shù)據(jù)傳遞不及時、精度不高的缺點，這些都不利于控制者根據(jù)溫度的實時變化，從而及時地做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)；更最重要的一點是這種系統(tǒng)布線比較復(fù)雜、維護很困難、成本高。基于此，本文提出了一種以單片機STC89C52為控制芯片，無線射頻芯片NRF24L01和集成溫度傳感器DS18B20的多路溫度數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)以STC89C52單片機作為控制核心，傳感器DS18B20進行實時的溫度采集，采集到的數(shù)據(jù)以無線收發(fā)芯片NRF24L01進行無線傳送，并在上位機的液晶顯示屏LCD128上顯示該數(shù)據(jù)，從而進行溫度調(diào)節(jié)，系統(tǒng)如圖1與圖2所示。

3 硬件設(shè)計

3.1 主控芯片

STC89C52單片機系統(tǒng)由單片機、時鐘電路，復(fù)位電路組成（如圖3所示），具有速度快，功耗低，性價比高的優(yōu)點。

3.2 溫度傳感器DS18B20

3.2.1 DSl8B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如圖4所示。

3.2.2 DSl8B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件：

（1）64位ROM：8位CRC和48位序列號。

（2）溫度靈敏元件。

（3）非易失性溫度報警觸發(fā)器TL、TH。

（4）配置寄存器，其各位定義如表1所示。

（5）以16位二進制補碼進行讀數(shù)，采用 0.062 5℃/LSB 形式表達(dá)，（如表2 DS18B20 中的溫度傳感器對溫度的測量值）。

4 程序設(shè)計

4.1 主程序流程圖

（1）發(fā)射端主要由STC89C52單片機最小系統(tǒng)、溫度采集電路和無線發(fā)送模塊NRF24L01組成。發(fā)射端程序流程圖（如圖5所示）。

（2）接收端由STC89C52單片機最小系統(tǒng)、液晶LCD128顯示電路、無線收發(fā)芯片NRF24L01、報警電路組成。接收端程序流程圖（如圖6所示）。

4.2 子程序流程圖

數(shù)字溫度傳感器DS18B20讀溫度程序（如圖7所示）。

5 仿真

采用protues進行溫度采集系統(tǒng)的仿真，確定溫度采集系統(tǒng)的可行性（如圖8）。

6 結(jié)語

本設(shè)計的無線溫度控制系統(tǒng)不僅具有硬件結(jié)構(gòu)簡單、精確度高、成本低等特點，而且性能很穩(wěn)定，特別適用于對測溫精度要求較高，但是不宜進行有線傳輸?shù)膱龊希捎糜跍厥掖笈餆o線測控，窯爐無線溫度檢測，高壓接點無線測溫等，應(yīng)用前景非常廣闊。

作者單位

廣東白云學(xué)院 廣東省廣州市 510000