智能水温控制系统设计与实现

• 作 者: 郭元翰
• 出 处: 科学与财富
• 发表日期: 2018年3期
• 关键词: STC89C52 DS18B20 水温控制 自动调节

　　摘 要： 本文设计以单片机为主控芯片，DS18B20作为温度传感器，电热棒作为升温系统。通过单片机控制电磁继电器的电热棒通断时间设计实现了一款智能水温控制系统。
　　关键词： STC89C52；DS18B20；水温控制；自动调节
　　随着社会的发展，智能化已是温度控制系统发展的主流方向。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸等场所。本系统设计搭建了实验模型，并成功实现一种简易温度控制系统。
　　一、系统设计
　　智能水温控制系统利用DS18B20温度传感器实现对环境温度的测量并将测量结果传递给单片机，初始温度设置为20℃，报警温度设置为70℃，通过继电器使电热棒或风扇对水温进行升温或降温操作，使水温保持设定的温度范围之内。
　　二、硬件系统设计
　　1、单片机控制模块
　　主控芯片选择AT89S52芯片，芯片负责传感器数据读取，并控制水温智能控制系统。
　　2、传感器模块
　　DS18B20采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为引线，3脚接电源。
　　3、报警电路
　　蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。同时当单片机引脚输出低电平时，LED灯亮，当单片机引脚输出高电平时，LED灭。
　　三、软件设计及实现
　　1、系统软件流程图
　　首先通过按键设置参考温度，初始参考温度为30度，按键按下一次温度加/减一次。用过ds18b20来检测实时温度，并在数码管上显示，当检测到温度低于参考温度时，单片机通过控制继电器来控制电热棒的通断时间，从而控制水的加热，当水温高与参考温度时，单片机控制风扇转动来对水进行降溫，当温度大于70度时，红灯亮，并且蜂鸣器发出警报。
　　2、实验结果
　　通过实验成功实现了水温的控制和检测、达到预期实验目标。智能水温控制系统实物图。
　　四、总结
　　本文设计一款适用性强，可实现对水温的实时监控，满足不同用户水温的要求。系统成本低廉，结构紧凑，操作非常简便，可扩展性强，本设计完成了预期的实验目标。
　　参考文献
　　[1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略.北京：电子工业出版社，2009.
　　[2] 宋戈，黄鹤松，员玉良，蒋海峰.51单片机应用开发范例大全.北京：人民邮电出版社，2010.
　　[3] 何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京：北航出版社，2000.12 第3版.232～240.