冷庫(kù)溫度實(shí)時(shí)巡回檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)冷庫(kù)溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)的需要，設(shè)計(jì)了一個(gè)冷庫(kù)溫度實(shí)時(shí)巡回檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分主要包括DS18B20檢測(cè)電路、顯示電路、報(bào)警電路、晶振電路、復(fù)位電路等，軟件部分主要包括串口溫度采集與顯示、超限報(bào)警、用戶信息管理等。實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期的目的。

引言

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)冷藏、冷凍食品質(zhì)量要求不斷提高，而食品外觀及營(yíng)養(yǎng)成分的變化與冷庫(kù)的溫度密切相關(guān)，不同的食品有不同的冷藏或冷凍溫度，不同的保存時(shí)間有不同的保存溫度， 因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一個(gè)符合實(shí)際需要的冷庫(kù)溫度實(shí)時(shí)巡回檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)冷庫(kù)不同位置的溫度，以輔助管理人員及時(shí)對(duì)冷庫(kù)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，顯得十分必要。

　　在傳統(tǒng)的冷庫(kù)溫度檢測(cè)系統(tǒng)中，經(jīng)常應(yīng)用熱敏電阻之類的溫度傳感器件，利用它的感溫效應(yīng)，把被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為電壓或電流的形式采集進(jìn)來(lái)，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，把模擬的溫度值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字溫度值，再把數(shù)字溫度值通過(guò)顯示設(shè)備顯示出來(lái)，這種需要A/D轉(zhuǎn)換的電路相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜。通過(guò)對(duì)目前各種溫度傳感設(shè)備的分析研究，本系統(tǒng)對(duì)溫度傳感器件做出合理選擇，優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)，提高溫度檢測(cè)精度，同時(shí)使系統(tǒng)便于維護(hù)，并通過(guò)對(duì)各種信號(hào)傳輸方式的分析和研究，在保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、具有較高性價(jià)比的基礎(chǔ)上，延長(zhǎng)數(shù)據(jù)傳輸距離。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)

　　單片機(jī)最小系統(tǒng)是指用最少的元件組成的可以工作的單片機(jī)系統(tǒng)。對(duì)單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路等。

　　采用STC89C52作為控制芯片設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)，設(shè)計(jì)電路包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和中斷電路。P0口在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要加上拉電阻，P0口內(nèi)部是漏極開(kāi)路型(作I/O口用時(shí))。因?yàn)镻0口內(nèi)部結(jié)構(gòu)是開(kāi)漏極的，相當(dāng)于I/O輸出口接在輸出三極管的集電極，由于集電極是懸空的，因此不可能輸出高電平，只有給集電極加上電壓，才能輸出高電平。P0口內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻的，而其他三個(gè)口有內(nèi)部上拉電阻。如果P0口作為分時(shí)復(fù)用口使用，就不需要上拉電阻了，但是作為輸入/輸出口，P0口要在外電路設(shè)計(jì)有上拉電阻，這樣通過(guò)加個(gè)上拉電阻就能兼容不同的電平標(biāo)準(zhǔn)。上拉電阻一般用10KΩ，一端接P0口，一端接VCC。

　　單片機(jī)的復(fù)位由外部的復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)，最簡(jiǎn)單的是外部按鍵復(fù)位電路。本設(shè)計(jì)中選用時(shí)鐘頻率為12MHz。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖2所示。

1.3 溫度檢測(cè)電路

　　數(shù)字型DS18B20溫度傳感器有三根引線：?jiǎn)尉€數(shù)據(jù)傳輸總線端口DQ，外供電源線VDD，共用地線GND。DS18B20供電方式有兩種：①是數(shù)據(jù)線供電方式，此時(shí)VDD必須接地，通過(guò)內(nèi)部電容器在空閑時(shí)從數(shù)據(jù)線獲得能量，從而完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)地需較長(zhǎng)的時(shí)間完成溫度轉(zhuǎn)換。這種情況下，用單片機(jī)的一個(gè)I/O口來(lái)完成對(duì)DS18B20總線的上拉。②是外部供電方式(VDD接+5V)，相應(yīng)地較短時(shí)間就可以完成溫度的測(cè)量。

　　本設(shè)計(jì)中采用外部供電方式，DS18B20傳感器與單片機(jī)接口電路如圖3所示。

1.4 顯示電路

　　顯示電路根據(jù)顯示內(nèi)容和方式的不同可以分為點(diǎn)陣字符LCD、數(shù)顯LCD、點(diǎn)陣圖形LCD。本設(shè)計(jì)中采用點(diǎn)陣字符LCD，這里采用常用的16個(gè)字2行的LCD1602液晶模塊。顯示電路如圖4所示。

本文來(lái)源于中國(guó)科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第1期第33頁(yè)，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。