基于-51单片机多点温度控制系统设计文库

1、-. z基于51 单片机的多点温度控制系统设计摘. 要: 针对目前壁挂炉采暖中温度控制不准确的现状, 以单片机为控制中心, 采用Dallas 公司的. 一线总线. 数字化温度传感器DS18B20 以及脉冲控制器件, 设计一款多点测温及温度控制系统; 系统能够同时测量多点温度, 并根据温度设定实时控制各回路通断及壁挂炉的燃烧与停顿, 从而进一步提高居室的舒适性及采暖系统的经济性。关键词: 51 单片机; DS18B20; 多点温度检测; 温度控制系统中图: T P274. . . . . 文献标识码: B . . . . . 文章编号: 1004.373*( 2021) 02.186.03 Mu

2、lti.point Temperature Control System Based on 51 Single Chip puter *I Jianr ong (Weinan T eachers U niv ersity ,Weinan, 714000, China) Abstract: A mult i.po int t em perat ur e contr ol system based on MCS.51 single chip puter is desig ned to solv e the inaccurate pro blem of curr ent temperatur e c

3、o nt ro l sy stem. Using DS18B20, 1.Wire digit al thermometer, and the po nent co nt ro lled by elect ric pulse. Acco rding to the temperatures go t from multi.po int temper ature sensor , it can co ntr ol heat ing water circuit and the bur ning o r shutting of the stov e. It makes the r oom more fo

4、 rtable and enhances t he efficiency of the heating system. Keywords: single chip puter; DS18B20; mult i.po int temperature measur ement; temper ature contro l sy stem 收稿日期: 2021.04.28 基金工程: 师学院科研基金工程( 07YKZ057) . . 随着生活水平的提高, 人们对家居需求由面积需求变为舒适需求。地板采暖采用辐射方式供暖, 符合人体生理需求曲线, 如果控制系统选取得当, 不仅可以提高房间舒适度, 更可以

5、使系统运行费用降低许多。如今一般是在典型位置安装一个温控装置, 温控装置连接到壁挂炉, 温控器根据室温和温度设定直接控制锅炉运行, 各房间不同回路由工作人员凭经历手动调节分水器球阀, 改变不同回路的流量, 从而到达调节各房间的室温的效果。使用这种控制方法, 即使是有经历的工作人员, 也难以调节得十分准确, 何况各家庭成员由于年龄不同, 所需舒适温度不同, 需要经常对室温进展调节。针对以上问题, 利用SST 89E564RC 单片机及新型测温器件设计了多点温控采暖控制系统, 根据室各点温度设定实时控制采暖系统, 从而提高居室的舒适性以及采暖的经济性。1 . 系统设计目标系统总体设计思想是以SST

6、 89E564RC 单片机为控制核心, 整个系统硬件局部包括温度检测局部、控制执行局部、显示及键盘系统及最小系统根本电路。系统利用单片机获得温度传感器数据并与系统设计值进展比拟, 根据比拟结果分别控制执行系统。温度控制系统控制框图如图1 所示。图1 . 系统控制流程图2 . 系统硬件设计根据系统所需完成的功能, 设计系统硬件构造如图2所示。2. 1 . 控制核心系统采用SST 89E564RC 单片机作为控制核心, 进行温度采集、信息显示及执行机构的控制。SST89E564RC 是美国SST 公司推出的高可靠、小扇区186 元器件与应用奚建荣: 基于51 单片机的多点温度控制系统设计构造的FL

7、A SH 单片机, 部嵌入72 KB 的Super. Flash, 1 KB 的RAM, 通过对其RAM 做进一步扩展, 可满足嵌入系统操作系统的运行条件。图2. 多点温控系统原理图2. 2 . 温度传感器温度传感器采用Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20。该传感器支持. 一线总线.接口, 可方便地进展多点温度测量, 还可以程序设定9 12 位的分辨率, 最高精度为. 0. 062 5 . , 分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM 中, 掉电后依然保存。该产品支持3 5. 5 V 的电压围, 因其体积小使系统设计更灵活、方便。DS18B20 的管脚排列如图3 所

8、示, 其中DQ 为数字信号输入/ 输出端; GND 为电源地; VDD 为外接供电电源输入端。图3 . DS18B20 管脚DS18B20 部构造主要由4 局部组成: 64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器T H 和TL、配置存放器。光刻ROM 中的64 位序列号是出厂前被光刻好的, 它可以看作是该DS18B20 的地址序列码。光刻ROM 的作用是使每一个DS18B20 都各不一样, 这样就可以实现1 根总线上挂接多个DS18B20 的目的。DS18B20 温度传感器的部存储器包括9 B 高速暂存RAM 和1 B 非易失性的可电擦除的E2PROM, 后者存放高温度和低温度触发器

9、T H, T L 和构造存放器, 该字节第7 位( TM) 为0, 低5 位一直都是1, 第6, 5 位( R1 , R0 ) 用来设置分辨率, 如表1 所示。根据DS18B20 的通信协议, 主机控制DS18B20 完成温度转换必须经过3 个步骤: 每一次读写之前都要对其进展复位, 复位成功后发送1 条ROM 指令, 最后发送RAM 指令, 这样才能对DS18B20 进展预定的操作。复位要求主CPU 将数据线下拉500 .s, 然后释放, DS18B20 收到信号后等待16 60 .s 左右, 后发出60 240 .s的存在低脉冲, 主CPU 收到此信号表示复位成功。由于DS18B20 采用

10、的是单线进展控制与读取数据, 因此对操作的时序要求非常严格, 否则由于时序不匹配, 将无法完成对器件的正确操作。表1 . DS18B20 温度测量分辨率表R1 R0 分辨率/ b 测量精度温度最大转换时间/ m s 0 0 9 0. 5 93. 75 0 1 10 0. 25 187. 5 1 0 11 0. 125 375 1 1 12 0. 062 5 750 2. 3 . 控制执行局部( 1) 壁挂炉燃烧系统控制。控制电路采用了脉冲继电器器件作为整个系统的总控局部, 当所有居室温度均到达设定值时, 停顿壁挂炉的工作。该继电器的特点是: 当线圈收到一个脉冲信号后, 线圈通电, 电磁铁吸合,

11、 带动触头闭合接通需要控制的电路, 当下一个信号到来后, 电磁铁吸合, 触头断开, 切断被控制的电源, 因此其具有自锁和信号遥控功能。由于磁铁的作用, 控制脉冲消失后滑片位置不发生变化, 保持稳定状态, 所以该器件具有功耗小、具有记忆功能。( 2) 居室温度控制。各居室温度控制在燃烧控制系统工作前提下, 根据各居室温度测量返回值, 采用上海欧凯电磁阀制造生产的OK6515 自保持脉冲电磁阀控制各回路的通断。脉冲电磁阀采用脉冲和永磁技术, 只需通过控制器切换脉冲的电极触点来改变电磁阀的开关状态, 当控制器发出电脉冲时, 驱动阀芯克制永磁力产生上下移, 使阀瓣到位后在永磁作用下处于自保持状态。2.

12、 4 . 图形液晶显示模块为了能够提供形象直观的用户显示界面, 系统采用图形液晶显示模块LCD12864, 其具有8 位标准数据总线、6 条控制线及电源线, 可与CPU 直接接口, 显示各种字符及图形。考虑到系统中汉字的使用量少, 因此选用不带汉字库的LCD。对于使用的汉字分别提取其字模并以二进制形式保存于部FLASHROM 中。3 . 系统软件设计系统软件设计主要依据系统程序流程以及DS18B20 的时序要求进展代码编写。为了降低开发难度, 提高开发效率, 系统开发中引入了.C/ OS. .嵌入式操作系统并移植了LCD 显示驱动。另一方面, 为了确保对DS18B20 操作时序的准确性, 对D

13、S18B20 进展初始化和读写代码仍采用汇编语言。3. 1 . 系统数据构造系统所需数据构造包括各测温元件的序列号表, 汉字字模存储、系统运行时间表存储、各温控点的设定值187 .现代电子技术.2021 年第2 期总第289 期. . 新型元器件.及测量值、系统时间的存放及一些临时数据存储。为了区别多个温度传感器, 在系统初始化时读入传感器中的64 位序列号, 并将其存入程序存储空间, 以便程序运行期间进展比对, 共需64 B。汉字字模采用16 . 16字库进展提取, 其中每个汉字需32 B, 约15 个字, 为了方便程序功能的升级改良, 在程序存储空间中按20 个字进展空间分配, 需要存储空

14、间640 B。系统运行时间表的设计以小时为设置单位, 需要保存24 个值; 为了减少时间比拟过程中的数据计算量以及方便编程, 对每个值采用一个字节存储, 这里共需24 B 存储空间, 这里仍然使用程序存储空间进展存储, 以便在系统掉电时设定值不会丧失。3. 2 . 系统程序设计系统程序设计主要使用KeilC51 进展编写, 但由于对DS18B20 器件的读写时序要求比拟严格, 故采用汇编代码, 其中温度读取子程序主要代码如下: GET_TEM: . MOV . . . . DPTR, DS_T ABLE . ; 指向器件序号表入口LOOP: . MOV R7, 7. . ; 逐个读取温度MOV

15、 . . A, * 055H . . . ; ROM 匹配LCALL WRITE_SERIAL LCALL DELAY MOV A, * 44H . . . ; 发出温度转换命令LCALL WRITE_1820 LCALL DELAY. . . ; 延时750 .s( 12 位) LCALL INIT_1820 . . . ; 准备读温度前先复位LCALL DELAY LCALL WRITE_1820 MOV A, * 0BEH . . . ; 发出读温度命令LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200 . . ; 保存读出的温度数据DJNZ. R7, LOOP . .

16、CLR P1. 4 RET 4 . 结. 语微型计算机在智能化电器开展中起着至关重要的作用, 而单片机经济实用、开发简便, 因而在工业控制、家电智能化等领域占据了广泛的市场。这里针对目前温度控制器现状设计了一种新方案, 利用单片机及新型测温器件设计了一种多点温控采暖控制系统, 该系统能够同时测量多点温度, 并根据温度设定实时控制各回路通断及壁挂炉的燃烧与停顿, 从而进一步提高居室的舒适性以及采暖系统的经济性。参. 考. 文. 献 1 胡学海. 单片机原理及应用系统设计 M . : 电子工业, 2007. 2 鑫. 单片机原理及应用 M . : 电子工业, 2005. 3 美 Jean J La

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18、L . : / / ww w. picavr . / new s/ 2021.02/ 4189. htm, 2021. 8 Dallas. DS18B20. pdf EB/ OL . : / /. datasheet123. / 215746/ DS18B20. html, 2021 9 马忠梅, 籍顺心, 凯, 等. 单片机的C 语言应用程序设计M . 4 版. : 航空航天大学, 2007. 10 齐. 单片机应用系统设计技术基于C 语言 M . 北京: 电子工业, 2004. ( 上接第185 页) 参. 考. 文. 献 1 桂彬, 谷玉海, 童亮, 等. 全自动测色仪系统误差分析及技术改造 J . 机械工业学院学报, 2007, 22( 2) : 28.31. 2 建芳, 谷玉海, 振宇. 单总线技术的硅光电池特性实验装置 J . 机械工业学院