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<reg52.h> //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<stdio.h>
#include "18b20.h"
#include "1602.h"
#include "delay.h"#define SETDOWN 0x01
#define SETUP 0x02sbit 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(temperature<setL)  //温度过低{relay_jiare=0; //开启升温 关闭降温relay_zhileng=1;}else if((temperature)>setH)         //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 20msTL0=(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