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系统方案及电路设计.doc

1、系统方案及电路设计 1. 1系统设计方案以AT89C51和DS18B20为主的温控系统如图1所示，AT89C51单片机为控制核心,单线智能温度传感器DS18B20负责温度的采集.由温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度,提供给AT89C2051的P3.5口作为数据输入。单片机 AT89C51 DS18B20 键盘输入 PC机 LED显示扫描驱动温度控制电路加热继电器电风扇继电器蜂鸣器电源图1　系统硬件结构图 1. 2　系统电源系统中的单片机AT89C51和DS18B20电源采用5 V直流电源。 1. 3

2、　数据采集数据采集电路由一线式数字温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度,提供给AT89C51的P3.5口作为数据输入。在本次设计中我们所控的对象为任意待测介质，.作为改进我们可以把传感器与电路板分离,DS18B20也非常适用于远距离温度检测系统. 1. 4　报警电路简介本文中所设计的报警电路较为简单,由一个自我震荡型的蜂鸣器(只要在蜂鸣器两端加上超过3V的电压,蜂鸣器就会叫个不停)和一个绿色发光二极管组成.在这次设计中蜂鸣器是通过三极管放大信号.在我们所要求的温度达到一定的上界或者下界时(在文中我们设置的上下界温度均为5℃),AT89C2051的P3.7输出一个信号经过三极

3、管放大驱动蜂鸣器,就会产生声光报警.，如图2所示。图2报警电路原理图 1. 5　数码管显示电路数码管显示电路采用四位数码管动态显示当前温度,因为单片机AT89C51的P1口输出的电流一般为20 mA左右,为了延长数码管的使用寿命,在电路中采用560Ω的限流电阻.AT89C51中的P3. 0和P3. 1分别为数码管D2和D1的选通端口。 1. 6单片机与PC机接口设计单片机要和PC机实现串口通信,需要进行电平转换,因为单片机使用的是TTL电平,而PC机串口使用的是RS232电平。运用MAXIM公司生产的MAX232芯片实现TTL电平和RS232电平转换,如图3所示,通过其

4、第11脚和第12脚分别与单片机的第11脚和第10脚连接,通过第13脚,第14脚分别与PC机串口的第2脚,第3脚进行连接,就能实现单片机和PC机的电平转换、连接、和通信。单片机与PC机接口电路原理图如图3所示。图3单片机与PC机串口通信接口电路 1.7　系统电路设计通过对系统所要实现的功能分析,以及一些必要的保护电路功能的实现,设计出系统硬件电路图，该图下面部分即为系统电源为+5 V的直流电源电路图、DS18B20和单片机的P3.5口组成数据采集电路,报警电路则由绿色的发光二极管和三极管Q3组成,四个数码管部分则组成显示电路。 2系统软件设计系统程序流程图如图4所示开始初始化启动DS18B20 读温度 LED显示设定温度上下限判断当前温度值超过设定温度上限低于温度下限绿灯亮启动电热炉升高温度 N N Y 红灯亮启动风扇降低温度 Y 图4系统总流程图总结通过这次设计是我对所学知识有了更深刻的了解，是自己的思考能力得到了很好的锻炼。