连续温控干燥监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环境监控系统，尤其涉及一种连续温控干燥监控系统。
【背景技术】
[0002]温度是表示物体冷却程度物理量，也是一种最基本的环境参数。在农工业生产及日常生活中，对温度的测量与控制占据着极其重要的地位。现在，集温度测量与A/D转换于一体的输出数字量的单总线数字式温度传感器以DS18B20为代表与单片机接口电路简单，在距离远，节点分布多的场合得到广泛的应用，具有较强的推广应用价值。采用单片机进行控制可以使控制更加简单、方便、灵活，而且可以更好地提高被控制温度的技术指标，从而大大提闻广品的品质。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种以AT89C51单片机系统为核心，对单点的温度进行实时检测的连续温控干燥监控系统。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
系统采用数字温度传感器DS18B20对温度进行检测采集；将采集温度数字信号传输到AT89C51单片机的接口上；采用4位LED八段数码管进行实时显示温度值；采用ULN2003与AT89C51单片机接口连接来驱动直流电机控制风门的开闭来控制温度；采用蜂鸣器二极管来组成报警电路。本发明包括温度传感器、数据传输模块、温度显示模块、温度控制模块、报警模块五个部分。
[0005]温度传感器采用DS18B20，它是一种单总线式的数字温度传感器，可以达到9一 12位的数字量精度，误差可以精确到±0.5°C。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:(1)每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位；(2)复位成功后发送一条ROM指令；(3)最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待15?60微秒左右后发出60?240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。
[0006]数据传输模块:由于温度采集和实施控制是通过单片机控制系统实现，并且由于PC机要完成温度监控，需要单片机与PC机之间进行通讯，所以它们之间要有相匹配的通讯协议。本发明处理的数据在较短的距离传输并且传输的数据量较小，所以采用在控制系统中经常使用的RS232C串行通信方式。
[0007]温度显示模块:显示器由4个LED数码管组成。输入有12个信号，它们是段选信号P1.0?P1.7和位选信号INT1、INT0、T1、T0。若想使LED发光则必须保证有足够大的电流流过LED的各段。流过LED的电流大时，LED发光亮度高；流过LED的电流小时，LED发光亮度就低，为了使LED能够长期可靠地工作应使流过LED的电流为其额定电流。为LED显示器提供电流的电路称为LED的驱动电路。由于显示部分选择了静态显示，因此驱动电路也选择静态驱动。
[0008]温度控制模块:利用AT89C51作为控制器，采用实时控制的方法，在主机AT89C51的P3 口输出温度的控制信号，由L298电机驱动芯片和直流电机组成。L298为电机驱动来驱动直流电机的正反转，从而控制风门的开闭来实现对环境温度的控制。
[0009]报警模块:超过上限值或低于下限值给单片机p2 口对应口赋低电平，使声光报警进行工作。
[0010]系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序主程序主要实现系统的初始化，DS18B20温度采集，显示数据，温度控制。系统的初始化包括寄存器的初始化(控制寄存器、堆栈、中断寄存器等)，通信的初始化，LED显示的初始化，输出端口的初始化，采集、累计数据的初始化。DS18B20温度采集，它将检测的温度信号转换成数字信号输出到单片机接口。显示数据包括数据转换(主要实现将各类参数、测量数据、计算累计值等转换成LED显示所需的数据类型)和显示屏的刷新(包括刷新采集数据屏和根据按下的键更改显示屏)。
[0011 ] 本发明的优点和效果:
(1)本发明采用新型数字温度传感器DS18B20，其具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面有了极大的提高，在实际应用中取得了良好的测温效果。
[0012](2)本发明的显示模块采用LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。
[0013](3)本发明的主控芯片采用AT89C51，它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器，用户可以用电的方式达到瞬间擦除、改写。而这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。
【附图说明】
[0014]图1为DS18B20测温过程示意图；
图2为LED数码管显示原理图；
图3为本发明的系统总流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
系统采用数字温度传感器DS18B20对温度进行检测采集；将采集温度数字信号传输到AT89C51单片机的接口上；采用4位LED八段数码管进行实时显示温度值；采用ULN2003与AT89C51单片机接口连接来驱动直流电机控制风门的开闭来控制温度；采用蜂鸣器二极管来组成报警电路。本发明包括温度传感器、数据传输模块、温度显示模块、温度控制模块、报警模块五个部分。
[0016]结合图1，图1为DS18B20测温过程示意图。温度传感器采用DS18B20，它是一种单总线式的数字温度传感器，可以达到9 一 12位的数字量精度，误差可以精确到±0.5°C。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:(1)每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位；(2)复位成功后发送一条ROM指令；(3)最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待15?60微秒左右后发出60?240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。
[0017]结合图2，图2为LED数码管显示原理图。显示器由4个LED数码管组成。输入有12个信号，它们是段选信号P1.0?P1.7和位选信号INT1、INT0、T1、T0。若想使LED发光则必须保证有足够大的电流流过LED的各段。流过LED的电流大时，LED发光亮度高；流过LED的电流小时，LED发光亮度就低，为了使LED能够长期可靠地工作应使流过LED的电流为其额定电流。为LED显示器提供电流的电路称为LED的驱动电路。由于显示部分选择了静态显示，因此驱动电路也选择静态驱动。
[0018]温度控制模块:利用AT89C51作为控制器，采用实时控制的方法，在主机AT89C51的P3 口输出温度的控制信号，由L298电机驱动芯片和直流电机组成。L298为电机驱动来驱动直流电机的正反转，从而控制风门的开闭来实现对环境温度的控制。
[0019]报警模块:超过上限值或低于下限值给单片机p2 口对应口赋低电平，使声光报警进行工作。
[0020]结合图3，图3为本发明的系统总流程图。系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序主程序主要实现系统的初始化，DS18B20温度采集，显示数据，温度控制。系统的初始化包括寄存器的初始化(控制寄存器、堆栈、中断寄存器等)，通信的初始化，LED显示的初始化，输出端口的初始化，采集、累计数据的初始化。DS18B20温度采集，它将检测的温度信号转换成数字信号输出到单片机接口。显示数据包括数据转换(主要实现将各类参数、测量数据、计算累计值等转换成LED显示所需的数据类型)和显示屏的刷新(包括刷新采集数据屏和根据按下的键更改显示屏)。
【主权项】
1.一种连续温控干燥监控系统，包括硬件模块和系统程序，其特征在于:所述硬件模块包括主机、温度传感器、数据传输模块、温度显示模块、温度控制模块、报警模块；所述温度传感器采用数字温度传感器DS18B20 ;将采集温度数字信号传输到AT89C51单片机的接口上；温度显示模块采用4位LED八段数码管；温度控制模块采用ULN2003与AT89C51单片机接口连接驱动直流电机控制风门的开闭来控制温度；报警模块采用蜂鸣器二极管组成报警电路；所述系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序主程序主要实现系统的初始化，DS18B20温度采集，显示数据，温度控制；系统的初始化包括寄存器的初始化通信的初始化，LED显示的初始化，输出端口的初始化，采集、累计数据的初始化；DS18B20温度采集，它将检测的温度信号转换成数字信号输出到单片机接口 ；显示数据包括数据转换和显示屏的刷新。2.根据权利要求1所述的一种连续温控干燥监控系统，其特征在于:所述主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤: (1)每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位； (2)复位成功后发送一条ROM指令； (3)最后发送RAM指令； 所述复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待15?60微秒左右后发出60?240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功；其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。3.根据权利要求1所述的一种连续温控干燥监控系统，其特征在于:所述数据传输模块使用的RS232C串行通信方式。4.根据权利要求1所述的一种连续温控干燥监控系统，其特征在于:所述温度显示模块中显示器由4个LED数码管组成；LED显示器驱动电路采用静态驱动电路。5.根据权利要求1所述的一种连续温控干燥监控系统，其特征在于:所述温度控制模块:利用AT89C51作为控制器，采用实时控制的方法，在主机AT89C51的P3 口输出温度的控制信号，由L298电机驱动芯片和直流电机组成；L298为电机驱动来驱动直流电机的正反转，从而控制风门的开闭来实现对环境温度的控制；所述报警模块:超过上限值或低于下限值给单片机P2 口对应口赋低电平，使声光报警进行工作。
【专利摘要】<b>本发明公开了一种连续温控干燥监控系统，包括温度传感器、数据传输模块、温度显示模块、温度控制模块、报警模块五个部分。以AT89C51单片机系统为核心，对单点的温度进行实时检测的连续温控干燥监控系统。系统采用数字温度传感器DS18B20对温度进行检测采集；将采集温度数字信号传输到AT89C51单片机的接口上；采用4位LED八段数码管进行实时显示温度值;采用ULN2003与AT89C51单片机接口连接来驱动直流电机控制风门的开闭来控制温度；采用蜂鸣器二极管来组成报警电路。</b><b />
【IPC分类】G05D23/32
【公开号】CN105487579
【申请号】CN201410473838
【发明人】李相武, 王瑛, 李忠喜
【申请人】哈尔滨恒誉名翔科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月17日