基于51单片机的恒温箱水温温度控制系统报警器方案原理图设计

硬件电路的设计

系统的功能分析及体系结构设计
3.1.1系统功能分析
本设计由STC89C52单片机电路+数字温度传感器DS18B20电路+按键电路+蜂鸣器报警电路+继电器控制电路+LCD1602液晶显示电路+电源电路组成。
1、LCD1602液晶实时显示当前温度值和设置的温度上下限报警值，温度上下限可以通过按键设置，超出之后会通过继电器自动调节回设置温度（继电器需要外接加热器和散热器）。
2、如果温度超过上限，温度过高打开制冷继电器，如果温度低于下限，温度过低打开制热继电器。
2、如果1分钟内，没有温度调节到上下限范围内，则蜂鸣器报警。
3.1.2系统总体结构
本系统具体框图如下图所示：

原理图：

DS18B20温度传感器模块电路设计
DS18B20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
一、DS18B20技术参数
（1）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（2）测温范围 －55℃～+125℃，固有测温误差（注意，不是分辨率，这里之前是错误的）1℃。
（3）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。
（4）工作电源: 3.0~5.5V/DC （可以数据线寄生电源）
（5）在使用中不需要任何外围元件
（6） 测量结果以9~12位数字量方式串行传送
DS18B20温度传感器可编程的分辨率为9~12位，温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒，用户可定义的非易失性温度报警设置，应用范围包括恒温控制、工业系统、消费电子产品温度计、或任何热敏感系统。试验证明DS18B20温度传感器满足本设计要求。
DS18B20温度传感器封装一般有2种，使用上都是一样的。可以根据使用环境随意选择。第一种是直接是裸露的芯片，主要用于空气温度检测。第2种是不锈钢钢管封装好的，防水，一般用于水温灯液体温度检测。实物图如下：

DS18B20温度传感器原理图如下。10K电阻为上拉电阻，保证DS18B20传感器数据读取更稳定。

系统软件设计

程序流程图

#include //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include
#include "18b20.h"
#include "1602.h"
#include "delay.h"

#define SETDOWN 0x01
#define SETUP 0x02

sbit key1=P2^0;	//引脚定义
sbit key2=P2^1;
sbit key3=P2^2;

sbit relay_jiare=P1^0;
sbit relay_zhileng=P1^1;
sbit buzzer=P1^4;

unsigned int setL= 20;         //上限
unsigned int setH= 50;        //下限
unsigned char DisFlag=0;		//更新显示标志
unsigned char SetFlag=0;		//设置参数标志

unsigned long time2ms=0;	//定时计数
unsigned int buzLater=0;  //蜂鸣器计时报

int temp1;						//读取温度初始值
float temperature;				//实际温度值
unsigned char ReadTempFlag=0;//定义读时间标志

char dis0[16];//定义显示区域临时存储数组
char dis1[16];//定义显示区域临时存储数组

unsigned char Num=0;	 //计数

void CheckKey(void);
void Init_Timer0(void);//定时器初始化

void main (void)
{                  
	relay_jiare=0;
	relay_zhileng=0;
 	buzzer=0;

	Init_Timer0();
	LCD_Init();           //初始化液晶
	DelayMs(200);          //延时有助于稳定
	LCD_Clear();          //清屏

	relay_jiare=1;
	relay_zhileng=1;
 	buzzer=1;

	while (1)         //主循环
	{
		CheckKey();			  //检测按键
		if(ReadTempFlag==1)		//读取温度标志
		{
			ReadTempFlag=0;
			temp1=ReadTemperature();	//读取温度
			temperature=(float)temp1*0.0625;	  //温度值转换
		}
		if(DisFlag==1)	
		{
			DisFlag=0;
			if((temperature>0)&&(temperature<150))
			{
				sprintf(dis0,"Temp:%4.1f C",temperature);//打印温度值
				LCD_Write_String(0,0,dis0);//显示第二行
				LCD_Write_Char(9,0,0xdf);//写入温度右上角点
				
				if(temperaturesetH)  		//温度超高
				{
					relay_jiare=1;	//关闭升温 开启降温
					relay_zhileng=0;
				}
				else	 		//正常温度
				{
					relay_jiare=1;	//关闭升温 关闭降温
					relay_zhileng=1;
					buzLater=0;
				}
				if(buzLater>=60)//正常清零 否则过高过低都会累加 超过1min
				{buzzer=0;}	//打开蜂鸣器				
				else
				{buzzer=1;}	//关闭蜂鸣器
							
			}
			sprintf(dis1," %02d-- %02d       ",setL,setH);
			LCD_Write_String(0,1,dis1);	//初始化显示 
			
			if(SetFlag == 0)//按键设置标志
			{
				LCD_Write_Char(0,1,' ');LCD_Write_Char(5,1,' ');//更新显示标志
			}
			else if(SetFlag == 1)//按键设置标志
			{
				LCD_Write_Char(0,1,'S');LCD_Write_Char(5,1,' ');//更新显示标志
			}			
			else if(SetFlag == 2)//按键设置标志
			{
				LCD_Write_Char(0,1,' ');LCD_Write_Char(5,1,'S');//更新显示标志
			}	
		}
	}
}

void CheckKey(void)
{ 
	static unsigned  char rekey =0;
	if((key1==0)||(key2==0)||(key3==0))		 //检测到按键按下
	{
		DelayMs(10);   //小抖动
		if(rekey==0)
		{
			if(key1==0)    //检测是否按下
			{
				rekey=1;
				SetFlag++;//设置标志
				if(SetFlag >= 3) SetFlag = 0;
			}	
			else if(key2==0)//设置值键
			{
				rekey=1;
				if(SetFlag==1)      //处于设置1
				{
					if(setL > 0 )
					{setL=setL-1;}
				}
				else if(SetFlag==2)//处于设置2
				{
					if(setH > 0)
					{setH=setH-1;}
				}						
			}
			else if(key3==0)//设置值键
			{
				rekey=1;
				if(SetFlag==1)      //处于设置1
				{
					if(setL < 99 )
					{setL=setL+1;}
				}
				else if(SetFlag==2)//处于设置2
				{
					if(setH < 99 )
					{setH=setH+1;}
				}				
			}
		}
	}
	else
	{
	rekey=0;    //防止重复检测到按键
	}
}


/*------------------------------------------------
                    定时器初始化子程序
------------------------------------------------*/
void Init_Timer0(void)
{
	TMOD |= 0x01;	  //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响		     
	//TH0=0x00;	      //给定初值
	//TL0=0x00;
	EA=1;            //总中断打开
	ET0=1;           //定时器中断打开
	TR0=1;           //定时器开关打开
}
/*------------------------------------------------
                 定时器中断子程序
------------------------------------------------*/
void Timer0_isr(void) interrupt 1 
{
	TH0=(65536-20000)/256;		  //重新赋值 20ms
	TL0=(65536-20000)%256;
	time2ms++;

	if(time2ms%10==0)	//更新显示
	{
		DisFlag=1;
		if(time2ms%50==0)	 	//读取温度
		{
			ReadTempFlag=1; //读标志位置1	
			if(buzLater<200)buzLater++;
		}
	}
}

.

链接：https://pan.baidu.com/s/1XFejOp1NAFQDVMRlZGxdZQ
提取码：04hq

.