基于51单片机的水温测量电路设计

一、设计背景
随着国民经济的发展人们需要对温度进行监测和控制。在日常生活及工作生产过程中经常要用到温度的检测及控制温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。在生产过程中为了高效地进行生产必须对它的主要参数如温度、压力、流量等进行有效的控制爱。温度控制在生产工程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础技术已经成熟。传统的测温元件有热电偶和热电阻等。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压再转换成对应的温度这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。

二、分析设计
1、温度检测的原理
本设计原理如图1所示，以单片机STC89C52做为控制核心并协调整个系统的工作，通过数字温度传感器检测当前水的温度，由于是数字信号就直接送入单片机STC89C52内，通过单片机的处理在LCD1602液晶上显示当前的温度值。按键用来设定想要控制的温度值，单片机在内部通过比较设定的温度和当前温度，当前温度小于设定温度时小灯就会点亮。高于设定温度时蜂鸣器报警。

图1 温度检测原理框图

2、温度传感器DS18B20
温度传感器选择DS1820数字温度计，通过一个单线接口发送或接收信息。DS18B20测量温度采用了特有的温度测量技术，它是通过计数时钟周期来实现的，内部计数器对一个受温度影响的振荡器的脉冲计数，低温时，振荡器的脉冲无法通过门电路。计数器设置为－55℃。同时，计数器复位在当前的温度值时，电路对振荡器的温度系数进行补偿，计数器重新开始计数直到回零。如果门电路仍未关闭，则系统重复上述过程。

图2 温度传感器模块

3、报警电路模块
当水温超过设定温度时，为更加有效的引起用户的注意，及时关注温湿度的变化，本系统设计了声报警电路如图3。该电路由蜂鸣器和PNP三极管组成。

图3 报警电路

4、单片机最小系统的设计
图4中所示是单片机最小系统主要由电源、晶振、电容、电阻等组成，工作原理简单，只要供上电源晶振以及很少的分立元件构成的复位电路，载入程序后就可以实现各种功能。在此次设计中采用5V电压即可。

图4单片机最小系统电路图

5、软件设计
主程序的设计流程图如图5所示，按下开关先设置温度范围，然后测量当前水的温度，判断当前的温度值，当温度高于设置的范围时，会启动报警装置，蜂鸣器会响并且绿灯会亮；当温度低于设置的范围时，也会启动报警装置，蜂鸣器会响并且红灯会亮；当温度在设定的范围之内时，蜂鸣器不会响并且红灯或者绿灯也不会亮。

图5 主程序流程图

三、仿真与验证
1、仿真图
如图6所示：以单片机STC89C52做为控制核心并协调整个系统的工作，通过数字温度传感器检测当前水的温度，由于是数字信号就直接送入单片机STC89C52内，通过单片机的处理在LCD1602液晶上显示当前的温度值。按键用来设定想要控制的温度值，单片机在内部通过比较设定的温度和当前温度，当前温度小于设定温度时就会小灯点亮，高于设定温度时蜂鸣器报警。

图6水温检测仿真图

四、实物展示以及总结

到这里，基于51单片机的水温测量电路设计就大功告成啦，希望同学们，能够按照这个思路自己动手去做一个哦，如果想学习的可以或者在我的资源中直接下载或者找我要到源码哦，仅供参考哈，一定要动手实践！

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