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1、题目：基于单片机对太阳能热水器水温的监测 基于单片机对太阳能热水器水温的监测 【中文摘要】本设计采用一块单片机（AT89S52）作为水温控制系统的控制核心，实现人工设定温度，显示水的实时温度等功能。数字式温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。该装置采用简易键盘对目标温度（099）进行人工设定，并用数码管动态显示水的实时温度。重点阐述系统的硬件构成、各部分的主要作用及系统软件的设计过程。并对单片机在温度控制系统中的基本理论和应用技术做了较为全面的介绍。关键词：AT89S52 ，温度测控 ，温度传感器 基于单片机对太阳能热水器水温的监测 I【abs
2、tract】The design uses a microcontroller(AT89S52) as the core of the control water temperature control system. It can achieve artificial set temperature ,and show the real-time water temperature and other functions. Digital temperature acquisition system consists of the main controller, the temperatu
3、re acquisition circuit , the temperature display circuit , the alarm control circuit and keyboard input control circuit. The device uses simple keyboard to artificially set the target temperature(0 to 99 ),and dynamically display the real-time water temperature. This paper focuses on the hardware co
4、nfiguration of the system, the main role of diverse parts, and the design process of system software.Then the basic theory and application of techniques of the microcontroller temperature control system in the design are comprehensively presented.Keywords: AT89S52，temperature monitoring，temperature
5、sensor 基于单片机对太阳能热水器水温的监测 II目录1、 引言.12 、系统硬件电路设计.22.1 数字温度计设计方案论证.22.2 总体设计框图.22.3 DS18B20 温度传感器.32.3.1 DS18B20 温度传感器介绍.42.3.2 DS18B20 温度传感器工作原理.42.3.3 DS18B20 与单片机的典型接口.72.3.4 测温操作.92.3.5 报警搜索操作.92.4 单片机控制电路设计.92.4.1 ATMEL 公司 AT89S52 单片机. .92.4.2 AT89S52 单片机主要接口描述.102.5 显示电路设计.132.5.1 七段数码管介绍及应用.132
6、.5.2 七段数码管的使用注意事项.132.5.3 数码管的驱动方式.132.5.4 数码管的测试方法.152.6 系统整体电路图.152.7 单片机最小系统.172.8 温度传感器系统.182.9 报警电路设计.182.10 温度显示电路设计182.11 键盘接口技术.192.11.1 键盘工作原理.192.11.2 独立式按键.202.11.3 温度设置.212.12 温度控制显示端口213、系统调试及性能分析.223.1 系统调试.223.2 系统性能分析.224、结束语.23 基于单片机对太阳能热水器水温的监测 III参考文献.24总结与致谢.25附录 1：系统软件设计.261.1 主
7、程系.261.2 读出温度子程系.271.3 温度转换命令子程系.271.4 计算温度子程系.271.5 键盘扫描流程图.29附录 2: 源程序 .30 基于单片机对太阳能热水器水温的监测 01.引言水温控制在工业及日常生活中应用广泛，对温度结果进行分析，以做出相应的处理，不同水温控制系统的控制方法也不尽相同。考虑到太阳能热水器人们对水温范围的不同，本设计单片机控制部分采用 AT89S52 单片机为核心，采用软件编程，设定按键，可以根据不同的天气情况使用者对温度的需求设定上下限温度，从而控制电炉的加热和冷水的加入量来实现温度控制。采用DS18B20 温度传感器采集温度，并用四位七段数码管显示温
8、度。系统主要技术指标：（1）基本范围 0-99（2）精度误差小于 0.5（3）LED 数码直读显示（4）实现声光报警（5）可以任意设定温度的上下限报警功能 基于单片机对太阳能热水器水温的监测 12 系统硬件电路设计2.1 数字温度计设计方案论证方案一由于本设计是测温电路，根据设计要求可以使用热敏电阻之类的感温器件利用其感温效应，然后将随被测温度变化的电压或电流采集过来，经过 A/D 转换后，将数据传输到单片机进行数据的处理，然后在显示电路上显示，这样就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到 A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。方案二在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，这是非常容易想到利用
9、数字温度传感器，所以可以采用一只温度传感器 DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，然后传输给单片机进行数据处理，就可以满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路设计比较简洁，软件设计也比较简单，故采用方案二。2.2 总体设计框图按照系统设计功能的要求，系统由 5 个模块组成：主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。系统总体电路结构框图如图 2.1 所示。报警控制电路（蜂鸣器）温度采集（DS18B20）主控制器输入控制电路（按键）温度显示图 2.1 系统总体电路结构框图采用智能温度传感器（DS18B20）采集环境温度并进行
10、简单的模数转换；单片机（AT89S52）执行程序对温度传感器传输的数据进行进一步的分析处理，转换成环境对应的温度值，通过 I/O 口输出到数码显示管（七段 LED）显示；由键盘输入控制选择某采集电路检测温度及显示；报警电路对设定的最高最低报警温度进行监控报警。2.3 温度传感器 DS18B202.3.1 DS18B20 的介绍温度传感器的种类众多，在应用与高精度、高可靠性的场合时 DALLAS（达拉斯）公司生产的 DS18B20 温度传感器当仁不让。超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强，使得 DS18B20 更受欢迎。 基于单片机对太阳能热水器水温的监测 2DS18B2
11、0 的主要特征： （1）全数字温度转换及输出；（2）最高 12 位分辨率，精度可达土 0.5 摄氏度； （3）12 位分辨率时的最大工作周期为 750 毫秒；（4）可选择寄生工作方式；（5）检测温度范围为55C+125C (67F +257F)； （6）内置 EEPROM，限温报警功能。用户可定义报警设置 ；（7） 64 位光刻 ROM，内置产品序列号，方便多机挂接；（8）多样封装形式，适应不同硬件系统；（9）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；（10）多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；（11）无须外部器件；（12）可通过数据线供电，电压范围为 3.05.5V；（13）零待机功耗；（14）温度以 9 或 12 位数字；（15）报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；（16）负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；DS18B20 它有 64 位 ROM 的结构开始 8 位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 检验码，这也是多个 DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器 TH 和 TL，可通过软件写入户报警上下
