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1、智能型灯箱温度控制系统设计方案第1章系统方案论证根据设计要求,温度控制器是由核心处理模块、温度采集模块、键盘显示模块、及控制执行模块等组成，所以本设计要考虑这些模块器件的选型以及所设计出来的温度控制器的可行性，其主要有以下几种设计方案。方案一：采用8031作为控制核心,以使用最为普遍的器件ADC0809作模数转换。此方案在理论上是可行的,器件的价格便宜,但8031内部没有程序存储器,需要内存扩展,增加了电路的复杂性,且ADC0809是8位的模数转换,转换的精度很底，一般不能满足控制的要求。方案二：采用比较流行的AT89C52作为电路的控制核心,AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8
2、位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器,不需要外部的扩展存储器，使整个系统的结构简单。数据的采集和转换部分采用DS18B20传感器，它改变传统温度测试方法,能在现场采集温度数据,并直接将温度物理量变换为数字信号并以总线方式传送到计算机进行数据处理,测试温度范围为-55～+125℃。可应用于各种领域、各种环境的自动化测试和控制系统,使用方便灵活,测试精度高,优于任何传统的温度数字化、自动化测控设备。方案三：采用PLC作为控制一电路的核心，其他部分的电路见采用和方案二同样的设计。这种方案不仅具有和方案二同样的控制精度，而且整个电路的稳定性比方案二更高，但是PLC的价格远远高于单片机
3、，其不适合大批量的生产，所以考虑到价格因素，此种方案不宜选择。综上分析,我们采用方案二。系统设计总体框图如图2-1：启动风扇、打开灯？显示键盘单片机传感器被控对象（灯箱）-47-图2-1系统框图对于上图分析：根据温度变化慢,并且控制精度不易掌握的特点,在单片机为检测控制中心，将温度控制在设定的范围之内。其主要的控制原理如为：对被控对象的温度进行实时采集，其主要是通过一传感器（DS18B20）将温度转变成数字量送入单片机中，单片机将传感器所采集到的温度和事先设定的温度进行对比，当小于设定值时系统打开灯箱里面的灯；当大于设定值时将启动风扇，从而使得被控温度控制在一定的范围之内，达到实时控制的
4、功能。整个控制和检测主要有以下功能：(1)被控温度可以根据实际的需要设定;(2)实时显示当前温度值;(3)按键控制：设置复位键、加一键、减一键、确定键;(4)越限启动风扇或者打开灯第3章硬件电路的设计整个系统分为三个部分:如图3-1系统模块方块图－－－前向通道，控制显示及后向通道。前向通道的主要作用是负责数据的采集和转换，控制和显示部分主要作用是进行实时数据的处理及显示，后向通道主要作用是进行信息的反馈（是否启动风扇、打开灯），从而达到控制目的。控制显示模块前向通道后向通道-47-图3-1系统模块方块图3.1前向通道的设计前向通道的主要作用是负责数据的采集和转换，拟采用DS18B20芯片
5、。美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持"一线总线"接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。一、DS18B20的主要特性：
6、(1)适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电 (2)独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯 (3)DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温 (4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内 (5)温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ (6)可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度
7、测温 (7)在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快 (8)测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、
