生产现状相适应的温度控制软件是很重要的。

2 系统总体设计

2。1 系统总体结构图及工作原理

本设计以 AT89C51 做为控制中心，这是一款功能强大性价比高的单片机。带有 4K 字 节可擦除 FLASH 闪速存储器，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。 温度检测模块由温度传感器 DS18B20 为核心构成，测温范围广测量精确，它的一条串行接 口与单片机连接，进行数据传输。由于采用的是数字传感器，电路不用考虑 A/D 转换，只 需设计指定某个 I/O 口作为与 18B20 传感器相连。

三个轻触开关组成按键模块，因为都是独立的按键所以直接接地，电路简单，达到调 节温度上下限的效果。温度显示模块由四位 LED 共阳数码管构成，显示当前测得的温度。 温度控制模块由继电器控制加热器跟风扇，当温度超过上限温度时风扇开始降温，当温度 低于下限温度时加热器升温。电源模块采用 5V 的直流电源，为电路提供电源。最后，采 用蜂鸣器做为报警模块。

蜂鸣器、数码管、继电器都用 PNP 型三极管做为驱动。

图 2。1 系统结构框图

2。2 系统实现功能

1) DS18B20 采集温度，单片机负责对传感器的通信和控制;

2) 显示模块实时显示处理后的温度值;

3) 报警模块监测温度范围，当超过温度上下限时利用 LED 二极管和蜂鸣器产生报 警信号，提醒使用者采取措施;

4) 控制模块控制温度，使温度达到需求；

5）按键模块根据需要设置报警值，提高实用性。

2。3 DS18B20 传感器简介

美国 DALLAS 半导体公司的 DSl8B20 是世界上第一片支持“单总线”接口的数字式 温度传感器，能够直接读取被测物的温度值。封装形式多样，以适应不同的环境需求。其 测量范围在 -55～+125℃、-10℃~+85℃之内的测量精度可达± 0。5℃，稳定度为 1%。通 过编程可实现 9、10、11、l2 位的分辨率读出温度数据，以上都包括一个符号位，因此 对应的温度量化值分别为 0。5℃、0。25℃、0。125℃、0。062 5℃，芯片出厂时默认为 12 位的转换精度。读取或写入 DS18B20 仅需要一根总线，要求外接一个约 4 。 7 k Ω的上 拉电阻，当总线闲置时，其状态为高电平。此外 DS18B20 是温度 - 电流传感器，对于提 高系统抗干扰能力有很大的帮助[5]。

2。3。1 DS18B20 引脚介绍

图 2。2 DS18B20 引脚图

各引脚功能为： GND——接地端；

I/O——或者称 DQ 端，数字信号输入/输出端，可独立输出低电平，若要产生高电 平，则需外接上拉电阻；

VDD——外接供电电源输入端，正常情况下接地； NC——空引脚

2。3。2 DS18B20 的性能特点

（1） “一线总线”接口方式，只需要一条串行线连接 DS18B20 与芯片；

（2） 不外接任何器件；

（3） 工作电源范围：+3。0V～+5。5V，可用 USB 线供电，接在电脑或移动电源上；

（4）测温范围：-55～+125℃。固有测温分辨率为 0。5℃。

（5）测量方式以 9～12 位的数字量方式传输；

（6）可以自由设定报警温度；

（7）可将多个 DS18B20 并联在一起，实现多点测温；

（8）接有反向保护电路，当电源正负接反时，电路不工作；

（9）测量精度高，对温度的分辨最高可达 0。0625℃；

（10）适配各种单片机或系统；

2。3。3 DS18B20 的内部结构

DS18B20 内部结构框如图，主要由 4 部分组成:配置寄存器主要用于确定温度转换的 分辨率、ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的,它是该 DS18B20 的地址识别码, 每个 DS18B20 的 64 位识别码不相同[2]。这样就可以实现多个 DS18B20 接在一根总线上的目的、 温度传感器、非易失性温度报警触发器 T H 和 T L ,可通过软件写入用户报警上下限值。 高速暂存器内有八个字节,从低到高分别是：温度低字节、温度高字节、上限报警温度 TH、 下限报警温度 TL、配置寄存器、三个保留字节[4]。