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          溫度測控系統(tǒng)之硬件模塊設(shè)計

          作者: 時間:2012-09-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          本文主要介紹的基于AT89C51單片機(jī)的中最重要的一環(huán):。以下是該中各個模塊及其工作原理。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/193140.htm

          1 溫度檢測模塊

          溫度測量部分采用DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20,它具有微型化、低功耗、高性能抗干擾能力、測量范圍廣、強(qiáng)易配處理器等優(yōu)點(diǎn),DS18B20可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號給單片機(jī)處理,它具有三引腳TO-92小體積封裝形式,溫度測量的范圍為-55~+125℃,測溫分辨率可達(dá)到0.062 5℃。

          2 4×4行列式按鍵模塊

          該系統(tǒng)采用4×4行列式矩陣按鍵輸入,其中除了0~9這10個相應(yīng)數(shù)字溫度按鍵外,還設(shè)計了溫度重設(shè)按鍵、確定按鍵、零下溫度選擇按鍵和小數(shù)點(diǎn)按鍵等用來控制溫度。該系統(tǒng)采用的是非編碼式鍵盤,按鍵的識別采用的是全局掃描法。

          3 主控模塊

          該設(shè)計采用AT89C51單片機(jī)作為主控芯片。該芯片是一款高性能的CMOS 8位微處理器,自帶4 KB閃存,產(chǎn)品性價比高,滿足系統(tǒng)的設(shè)計需求。該系統(tǒng)中主控芯片AT89C51不斷的對采集到的溫度信號與輸入的控制溫度進(jìn)行比較,若超出設(shè)定范圍則啟動升溫或降溫裝置,直至溫度到達(dá)設(shè)定的范圍區(qū)間內(nèi)。

          4 溫度控制模塊

          該系統(tǒng)溫度控制電路中,單片機(jī)通過三極管的通斷控制繼電器,達(dá)到控制電熱器的目的。當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度下限時,單片機(jī)發(fā)送低電平信號經(jīng)過74LS04非門電路后變?yōu)楦唠娖?,使NPN型三極管導(dǎo)通,繼電器使電源與電熱器接通,電熱器加熱,溫度慢慢升高。當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度上限時,單片機(jī)發(fā)送高電平信號經(jīng)過74LS04非門電路后變?yōu)榈碗娖?,使NPN型三極管截止,繼電器使電源與制冷系統(tǒng)接通,制冷系統(tǒng)工作,溫度慢慢降低。當(dāng)繼電器突然斷電時,會產(chǎn)生很大的反向電流,反接在三極管兩端的二極管可將反向電流分流,達(dá)到保護(hù)三極管的作用。

          5 測溫控溫顯示模塊

          該設(shè)計顯示部分采用2個4位8段共陽極數(shù)碼管7SEG-MPX4-CA。一個數(shù)碼管用于顯示當(dāng)前環(huán)境溫度,另外一個數(shù)碼管用于顯示設(shè)定溫度。為了節(jié)省I/O口,本設(shè)計通過74LS04雙2線-4線譯碼器連接兩個數(shù)碼管的位碼。

          本文設(shè)計的系統(tǒng),采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)時采集環(huán)境溫度,采用4×4矩陣按鍵自由設(shè)定溫度上限和下限,AT89C51單片機(jī)負(fù)責(zé)處理采集的溫度數(shù)據(jù)和發(fā)送控制溫度信號,將環(huán)境溫度和設(shè)定溫度通過數(shù)碼管7SEG-MPX4-CA實(shí)時顯示。



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