时永宝

摘 要：伴随着时代的快速发展，智能将会成为今后的主流方向，按照设定好的思路，在特定的环境里自主工作，不需要人为的操控。在本次研究中，以STC89C51单片机作为核心控制器，用DS18B20温度传感器检测温度，当采集到的数值高于或低于预先设定值时，报警模块进行反馈工作;待检测的数值处理后，显示时数据可以读取到十分位。

关键词：STC89C51单片机;DS18B20;1602液晶模块

文章编号：2095-2163(2019)04-0301-03 中图分类号：TP274.2 文献标志码：A

0 引 言

温度采集器，严格地讲，是由设定好的程序来控制传感器的采集，用以表示实时温度的简易装置。其优势在于输入速度快、可靠性高和采集数据方便。利用单片机的储存功能，温度采集器反馈回的信息可以随时储存，并具有一定的自动报警能力。温度采集器易于制作，不仅能单独使用，还可以和其它设备结合使用，结合后可以实现自动化管理。

选取STC89C51作为控制的核心芯片，因其具有擦写功能，擦写次数可达1000次。STC89C51是集成芯片，集成了中央处理器、数据存储器等，同时还具有编写性能，结合相应工具，可以下载程序到51芯片中，省去一些环节，从而降低成本。选择51芯片为控制单元，因为其性价比高，容易买到[1]。

1 系统硬件设计

1.1 单片机的选择

整个系统的神经中枢是STC89C51单片机，用其指挥控制传感器，进行温度采集，便于达到仿真效果。结合控制器，设计采集温度器的高温与低温报警系统，通过传感器进行温度检测，当检测到的温度高于或低于设定值时，报警模块出现反馈[4]。

1.2 温度采集器电路设计

采用温度传感器DS18B20可以在任意环境和位置下，进行实时数据采集。然后将采集的数值输送给控制单元，控制单元处理后，会得到一个比较稳定的数据值，将其送入主控单元;主控单元对其处理分析后，将处理的数据送给显示模块。温度采集器电路设计原理如图1所示。

1.3 电源模块设计

根据仿真要求，设计单片机传感器的电压为4.5 V，现实中可以利用电池供电。在多次的验证后，最终得到的结果，符合最初的设定。使用电池供电，一是方便， 二是安全， 系统可在稳定电压范围内进行工作。

1.4 显示模块选择

选择工业字符型液晶LCD1602显示，可以给系统提供一个标准的LCD驱动接口，按照仿真要求进行操作，从而控制实时显示。结合上述观点，选用工业字符型液晶完成模拟仿真，物尽其用。

1.5 传感器模块选择

根据此设计而使用数字温度传感器，由于其性价比高，能够更加清晰地反应采集到的实时温度数值;还可以较为直观的得到测量后的数值;通过相关的转换，从而完成设计的要求。传感器理想状态可以选取2种供电方式，一是数据总线供电方式，二是外部供电;结合实际情况，仿真设计采用的是后者。电路总体构思结合软件仿真相对容易完成。温度采集模块的设计方案如图2所示。

2 硬件单元模块设计

2.1 主控制模块

主控制模块的设计相对来说比较简单，其遵循尾重原则，用来协调各个模块之间的联系，从而完成各个模块之间的连接，如图3所示。

2.2 液晶显示模块

根据仿真需求，选择工业字符型液晶显示，数据口与单片机P1端口相连接，控制键与单片机的RS、RW相连接。温度采集器报警模块。如果有报警可以通过显示模块查看报警信息，且具有声光报警功能。即采集温度高于或低于设定值时，出现报警反馈。传感器可以精准地检测到温度的十分位，并具有断电储存数据功能;人性的智能化的按键设置，使得其具有连加、减功能。LCD1602液晶能同时显示4个温度W1、W2、W3、W4并3 s后自动循环切换到温度W5、W6、W7、W8显示，如图4所示。

2.3 报警器电路

报警电路具有声光反馈效果，即采集的温度数值高于设定温度数值时，高温报警，二极管闪烁;采集的温度数值低于设定的温度数值时，低温报警，二极管不发光。蜂鸣器与发光二极管两者互相结合，形成的反馈效果，更加直观地反映出报警的情况。

3 系统软件设计

软件设计分为2块—主程序和子程序，为了使程序简洁，采用側重主程序与子程序辅助的原则，从而有效地完成仿真，调用的子程序分别是DS18B20温度采集模块、显示模块、报警模块。温度传感器在检测到实时数据时，把数值送给芯片，芯片进行判断处理，通过显示模块显示，然后对采集的数据进行存储，掉电时采集数据不会丢失。报警程序的声光反馈，更加直观地显示出报警的情况，当采集的温度数值大于或者小于设定数值时，出现报警反馈，流程如图5所示。

4 结束语

对不同地点(封闭或开放环境)进行温度采集，采集数值达到上限和下限时进入报警反馈，报警反馈时，温度数值显示可以精确到十分位，且系统整体具有防掉电，自我数据保存功能。数据读取方便;仿真中还增加了连加、减功能。利用显示模块的特点，可以看到采集的温度数值的实施情况。在教室、宿舍、操场不同地点不同时间进行测试，在测试地点选取一个固定位置，打开仿真软件，进行数据读取，先读取实际值，然后根据实际值设定相对的最高和最低报警参数，以便于实验快速地进行。测试结果显示可以完成高温报警及发光二级管闪烁，低温只报警，二极管不闪烁的功能，从而实现温度采集的功能。

参考文献

[1]郭惠，吴迅. 单片机C语言程序设计完全自学手册[M]. 北京：电子工业出版社，2008.

[2]贾振国. DS18B20及高精度温度测量的实现[J]. 电子技术应用，2000， 26(1)：58-59.

[3]周月霞， 孙传友. DS18B20硬件连接及软件编程[J]. 传感器世界，2001 (12)：25-29.

[4]杨恢先，黄辉光. 单片机原理及应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2006.

[5]杨丽君. AT89C51单片机控制的多路温度检测系统[M]. 自动化与仪表，2000， 15(3)：66-68.