数显温控仪的设计与制作

    在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色,温度检测系统在各个方面有着较为广泛的应用.目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表,进入21世纪后,温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

1　系统组成及各功能模块的设计

    本系统主要由温度传感器和主控部分组成,以达到温度采集和控制的目的.设计的硬件电路主要由单片机小系统电路、温度采集电路、显示电路、报警电路、温度控制电路组成。

1.1　单片机小系统电路

单片机最小系统电路包括AT89C51单片机,时钟复位电路和复位电路。

1.2　温度采集电路设计

1.3　显示、报警及控温电路设计

    本部分是将上一部分的电压信号转换成数字量送给单片机系统,单片机根据显示需要对数字量进行处理,再送入温度显示系统进行显示,通过与设定的温度值上下限的比较,进行声光报警及温度控制。

1.3.1　显示电路设计

    本系统使用两位共阴极数码管对水的温度进行显示。段码是公共的,段选端即为两位的接地端,CD4511作为七段式数码管的驱动,采用动态扫描的方式对两位的数值进行显示。(图略)

1.3.2　报警电路设计

     采用5V蜂鸣器,配合红色发光二极管,组成声光报警系统。当温度超过所设定的上下限时,进行声光报警,提高系统的安全性。(图略)

1.3.3　控温电路设计

    本部分采用两个AC220V/DC5V继电器,分别连接升温装置-500W加热棒(外接220V交流电源),降温装置-DC12V电风扇(外接12V直流电源),并且分别由单片机的P2. 2口和P2. 3口控制。当温度超过高限时,其中连接降温装置的继电器吸合,电风扇工作;当温度超过低限时,连接升温装置的继电器吸合,加热棒工作;当温度处于正常温度范围内时,继电器断开,不工作,整个电路处于恒温状态。

    在利用单片机对继电器进行控制时,因为单片机的带负载能力非常有限,所以,需要用三极管作为驱动。DC5V继电器的高电平驱动电流为70mA,选择三极管8050放大倍数为200倍,要求单片机输出给基极的电流计算可得:

    三极管所需基极电流=70mA/200=0. 35mA

    本系统用P2口提供三极管基极电流, P2口能提供的电流略大于0. 4mA,能够满足需要。

    降温电路与升温电路图类似,此处略。

2　软件设计

    (源程序略)

    系统源程序主要有5个子程序组成:

    (1)温度的采集子程序;

    (2)温度值与设定值的比较子程序;