多點溫度檢測系統

楊雙義 成凌飛

【摘要】該多點溫度檢測系統由溫度檢測和溫度報警兩部分組成。溫度檢測部分實現溫度的循環檢測并通過4位LED數碼管顯示溫度值，溫度報警部分通過主控單元單片機的鍵盤來設定各檢測器的各種參量，采用AT24CO2存儲所設定的參數值，并通過軟件來實現報警，硬件部分使用了ATMEL公司的STC89G51RC單片機，DALLAS公司的DS18B20數字溫度傳感器和華虹NEC公司的AT24CO2存儲器。該設計節省硬件，方便操作，是低成本的溫度測量裝置。可應用于倉庫測溫、樓宇空調控制和生產過程監控等領域。

【關鍵詞】溫度測量 單總線 數字溫度傳感器 溫度報警

1.前言

在工、農業生產和日常生活中，對溫度的測量及控制占據著極其重要地位。首先讓我們了解一下多點溫度檢測系統在各個方面的應用領域：消防電氣的非破壞性溫度檢測，電力、電訊設備之過熱故障預知檢測，空調系統的溫度檢測，各類運輸工具之組件的過熱檢測，保全與監視系統之應用，醫療與健診的溫度測試，化工、機械等設備溫度過熱檢測。溫度檢測系統應用十分廣闊。

2.系統方案

該系統可分為溫度檢測電路，溫度報警電路，數據存儲電路及顯示電路等。

實際采用電路方案如下圖：

3.硬件電路設計

系統電路的功能主要包括：多點溫度測試，實時顯示溫度信息，溫度超限報警。硬件設計主要包括以下幾個模塊：電源以及看門狗電路，鍵盤以及顯示電路，溫度測試電路，報警限存儲電路。下面對電路分模塊進行說明

3.1 鍵盤電路設計

本系統中采用獨立式按鍵結構，各按鍵相互獨立地接通一條輸入數據線，當任何一個鍵按下時，與之相連的輸入數據線即被置0，而平時該線置1。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結構簡單。當功能鍵不很多時，采用該種方式比較合適。

3.2 溫度顯示電路

設計采用的是共陽極七段數碼管。顯示方式有動態掃描和靜態顯示，兩種方法在本設計中皆可。由于靜態掃描要用到多片串人并出芯片，考慮到電路板成本計算。該設計采用是節約硬件資源的動態掃描方式。

3.3 溫度測試電路

這里我們用到溫度芯片是DS18B20。本系統為多點溫度測試。DS18B20采用外部供電方式。

3.4 傳感器指示燈電路及上下限值設定指示燈電路

系統中使用了4個ds18b20數字式溫度傳感器用于檢測溫度，溫度值通過4位7段碼共陽極數碼管循環顯示。因為每次只能顯示一個溫度傳感器的溫度值所以要區分顯示的是哪個溫度傳感器的溫度值就要用指示燈加以指示。

4.軟件設計

4.1 主程序方案

主程序調用了7個子程序，分別是數碼管顯示程序、鍵盤掃描以及按鍵處理程序、溫度測試程序、中斷控制程序、EEPROM存儲器程序、溫度超限報警程序、以及指示燈程序。

主程序流程圖如下圖：

結論

AT89C51的時鐘為12M，I/O口可達32個，高的時鐘頻率和豐富的I/O，都為實現電路功能提供了非常有利的條件。獨立按鍵開關的使用，使操作更為簡潔，易懂。實時顯示電路的設計，使溫度信息更迅速，直觀地發布。指示燈電路可以使使用者清楚的指出所顯示的是那一個傳感的溫度值以及報警上下限的設定值。整個系統硬件簡單、可靠，系統成本低。

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