基于單片機的水溫控制及報警系統設計

文/魯放　曹舒晨

社會生產力的不斷發展，溫度成為了人們生產和生活領域發展重要的環境影響因素，因此，對溫度進行有效的采集并準確的測量和處理對工業和農業生產的發展具有非常重要的作用。在對水溫進行采集和測量過程中需要得到及時的反饋，這樣才能獲得有效的水溫控制數據。根據以上因素的影響，本文設計了一款單片機的水溫控制及報警系統，并采用STC89C52單片機以及數字溫度設計DS18B20，以此設計可以使溫度的采集更加的便捷，從而使水溫控制在合理的范圍之內，一旦超出設置范圍就會實現自動報警。

1　設計思路

在當前的市場上具有多種單片機水溫測量的相關儀器，但是由于其具有較高的技術性，使用的成本也相對較高，因此，設計出一款成本相對較低并且容易操作的控制及報警系統是當前促進各個領域發展的重要任務，這樣可以使水溫控制和報警被廣泛的應用，實現各個領域的快速發展。隨著微機技術更加快速的發展，單片機在各個領域得到了廣泛的應用，在實際應用中具有功能強大的特點，在設計的過程中可以利用單片機與溫度監測相結合的方式使單片機的相關功能更加的強大，需要選擇準確的元件，實現系統各個元件之間配合的更加科學合理，達到單片機穩定運行的目的。實際設計中包括以下方面：首先，單片機的選擇，選擇合適的單片機能夠保證系統經濟穩定的運行，在眾多單片機類型中本次設計是以STC89C52類型的單片機為主，此單片機是一種低功耗且高性能的CMO58位的處理器，一共有四組1/0口以及三個定時器，有8位CPU和K可編程的Flash存儲器。STC89C52使用的是專業的MCS-51內核，與傳統的51具有較大的創新，并且極大的縮小的系統的體積，使單片機的運行成本降低。其次，單片機水溫傳感器的設計。本次設計采用DS18B20溫度傳感器，主要運用的是數字化測量技術，能夠將連續的溫度以不連續和離散數字的形式來顯示，具有一定的抗干擾形式，測量范圍更廣且分辨率更高。最后，水溫報警系統的選擇是非常重要的環節，本次設計選擇的是STC89C52單片機中原有的蜂鳴器，通過對此模塊的設計能夠將單片機內部的具體參數進行準確的設計，從而使系統的蜂鳴器能夠實現自動的開啟和關閉，發出準確的報警信號。單片機內部自帶的揚聲器功能，既可以滿足單片機系統功能的實現，同時也可以有效的降低單片機的體積，達到系統在多功能和低成本的狀態下進行穩定的運行。

2　系統總體結構設計

整個系統在設計的過程中起到主要作用的是單片機的主控芯片，水溫檢監測和報警部分設計時，單片機主控芯片就相當于人類的大腦，能夠對系統中的元件進行控制，在系統中所有相關元件的信息需要反饋給單片機，從而使單片機做出準確的判斷和處理，使系統中相關的功能被激活。單片機水溫采集主要是利用DS18B20數字溫度傳感器，此數字傳感器對單片機水溫的監測主要是通過其內部的高低溫度系數晶振的震蕩頻率和與統外界溫度變化情況到的對比而發出相應的報警信息，從而對計數進行統計，將計數的結果反饋到相應的技術單位，技術單位和部門對相應的數據信息進行處理，以此進行多次的操作，從而得到與監測溫度具有相似性的數據值，然后寄存到系統內部的溫度寄存器中。在對系統中報警揚聲器的設置時，需要通過將單片機內部軟件的程序進行科學的設計，并將水溫的上限和下限進行設置，當系統中水溫監測的溫度超過監測范圍時，蜂鳴器就會發出警告信號，與此同時LCD就不會顯示數值。溫度傳感器針對單片機系統運行周圍的環境進行準確的測量，并將監測的數據信息轉化成信號，從而將溫度測量的具體數值傳遞到單片機，溫度傳感器和單片機之間的連接主要是由一根端口導線與系統的中央處理器進行通信，并采用單片機系統提示的電源連接方式，其中通信方式需要遵循單片機內部運行的結構原則進行，確保單片機對水溫進行處理，并將內部程序設置成測量溫度后顯示在LCD顯示屏上，工作人員可以更加監測到的溫度對相關的數據進行及時有效的處理。與此同時，單片機傳遞給LCD顯示屏的溫度測量數據值和內部軟件的設置需要與溫度值的上限和下限進行比較，如果測量的溫度值不在監測的范圍之內，那么系統就會及時的發出指令，并反饋給蜂鳴器，以此來實現報警系統操作，這時LCD顯示屏中會終止顯示溫度數據監測值，相關工作人員可以根據報警系統的提示，對相關的工作作出積極的調整，并將溫度進行及時的調整，將單片機的命令做復位處理，這樣整個系統就可以再次進入正常運行的狀態。對此系統進行設計中主要考慮的是能夠實現對溫度的及時有效控制和監測，從而達到對單片機進行實時監控的目的。

3　結束語

基于單片機的水溫控制及報警系統設計在實際生活應用的范圍越來越廣泛，并起到了顯著的作用，通過本文的設計可以實現系統相關模塊的應用要求，并達到了預期的設計效果，對各個領域企業的發展具有一定的促進作用。