基于單片機和PC機的實時溫度控制系統設計

1 引言

溫度是日常生活中非常重要的物理量，其測量包括接觸式和非接觸式兩種，前者需要感溫元件與被測物體接觸，會產生滯后現象，后者則是通過接收被測介質發出的輻射來實現的。實時溫度控制系統運用數字溫度傳感器DS18B20采集溫度，單片機作為主控芯片來對溫度值進行處理，控制和傳輸，通過蜂鳴器實現報警功能，運用VB編程制作上位機管理軟件。整個系統設計結構簡單，連接方便，易于管理，可以應用于人不宜或者不易接觸的地方，達到自動讀取環境溫度，并具有報警功能，節省人力和物力。

2 系統基本原理

系統結構框圖如圖1所示，數字溫度傳感器DS18B20將待測介質溫度值傳遞給單片機，單片機對溫度值進行處理，當溫度超出所設范圍(本系統所設溫度極限為31℃)則通過報警電路實現報警。通過RS232串口實現PC機與單片機的通信，單片機將采集到的溫度值傳遞給PC機。

圖1 系統結構框圖

通過使用Visual Basic中的通信控件MSComm(Microsoft Communication Control)，可以在Windows環境下輕松實現串口數據交換，MSComm是Microsoft提供的簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件，通過對此控件的屬性和事件進行編程，可以方便地發送和接收數據。利用MSComm控件制作上位機軟件，可以實時顯示環境溫度值和提示信息。

3 硬件設計

3.1 單片機控制設計

本設計采用STC公司的STC89C52單片機作為主要控制芯片，此單片機具有4組8位I/O口(DIP-40封裝)，3個16位定時/計數器，8個中斷源，8KB Flash程序存儲器，512Byte片內RAM數據存儲器，一個全雙工串行通信接口。STC單片機性價比高，功能多，抗干擾能力很強，串口編程很方便，保密性很強。

圖2 單片機控制電路idan;lai電路

采用數字溫度傳感器DS18B20測量環境溫度，DS18B20是美國Dallas公司生產的單線數字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易配微處理器等優點，可以直接將溫度值轉換為串行數字信號供處理器處理，特別適合多點溫度測控系統，每片DS18B20都有惟一的產品號并可存入其ROM中，以便在構成大型溫度測控系統時在單線上掛接任意多個DS18B20芯片。從DS18B20讀出或寫入DS18B20信息僅需要一根端口線，其讀寫及溫度變換功率來源于數據總線，該總線本身也可以將所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。DS18B20能提供9位溫度讀數，它無需任何外圍器件即可方便地構成溫度檢測系統。如圖2所示，只需將DS18B20的第4腳(DQ)和單片機的一個I/O口(P2.2)相連，另外還需接一個上拉電阻即可。單片機通過其I/O口獲得溫度值，很方便地進行處理， 傳輸和控制。