单片机温度自动控制系统初探

　　摘要：单片机温度自动控制系统不仅具有方便、灵活的特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量，并且在单片机控制系统中智能化温度控制技术正被广泛地采用。本文就单片机温度自动控制系统进行细致分析关键词:单片机；DS18B20系统；自动控温一、温度控制的目的分析
　　随着社会的快速发展，科技的加速进步，测温仪器在各个领域应用越来越广泛，自动化和智能化已经成为现代的温度控制系统的主流发展方向。因为各行各业对于温度控制有着越来越高的要求，所以对温度的控制和测量就显得较为重要。温度控制器的使用范围越来越广泛，各种能够应用于不同领域的智能温度控制器随着产生。
　　不仅在日常的生产和生活中广泛应用到温度控制，现在的很多电子产品单片机中也用到了温度控制和温度检测。这就使单片机温度控制系统越来越广泛应用于电子产品之中。针对这个问题，该系统的设计是为了实现一种很可以连续进行高精度调节温度的温度控制系统，它功能强大，应用广泛，便于携带，小巧美观，是一款急廉价又实用的温度控制系统。该设计对单片机的温度进行实时控制和监测，这样就实现了单片机温度控制系统的基本温度控制功能。
　　二、温度控制的具体设计方案
　　单片机温度自动控制系统结合单片机电路的设计，使用温度传感器，采用一只叫做DS18B20的温度传感器，读取被测的温度值之后再进行转换，依次来完成设计的要求。使用这种方案可以很容易看出，电路的设计比较简单，软件的设计也比较容易实现。单片机AT89S51有体积小和低电压供电等优点，四个端口中只要有两个端口就可以满足电路系统设计的需要，也很适合手持式和便携式产品设计使用；先是电路采用的是三位共阳的LED数码管，P0口进行送数，P2进行扫描；DS18B20温度传感器是由美国的半导体公司新推出的一种改进型的智能温度传感器，它与以前的热敏电阻等测量温度的元件相比较，可以直接读出被测温度。这一部分的主要功能是采集和转换温度信号，包括DS18B20温度传感器和它与单片机的接口部分。
　　三、DS18B20的有效采用按照DS18B20温度传感器通讯协议，由主机控制的DS18B20温度传感器进行温度转换时必须经三个步骤：第一，在每次读写之前都要把DS18B20复位；第二，完成复位后要发送一条ROM指令；第三，发送ROM指令，这才能完成对DS18B20的预定操作。
　　复位要求主CPU把数据线往下拉500微秒，再释放，DS18B20接收到信号之后等15—60微秒，然后发出60—240微妙存在低脉冲，主CPU接收到该信号之后会表示复位成功。然后主机释放总线，上拉电阻把主线拉高，延长15—60微秒的时间，并且进入接受模式，从而产生低电平应答脉冲，如果为低电平再延时480微秒。写时序包括写1时序和写0时序。所有写时序都至少需60微秒，并且在两次独立写的时序之间至少需要1微秒的时间恢复时间，都以总线拉低开始的。写1时序的时候，主机输出的是低电平，延长2微秒后释放总线，再延时60微秒。所有的读时序都至少需要60微秒的时间，而且在2次独立读时序间至少需1微秒的时间恢复。每个读时序都是由主机发起，至少会拉低总线1微秒。主机在读时序时须释放总线，且在时序开始后的15微秒内对总线状态进行采样。主机在输出低电平时延时2微秒，接着主机转入输入模式后延时12微秒，之后读取总线的当前电平，再延时50微秒。
　　DS18B20的测温原理是，每一片DS18B20在它的ROM中都存在唯一的一个48位序列号，在出厂之前已经写进片内的ROM。程序可先跳过ROM，然后再主意读回每一个DS18B20的温度数据。在图中还隐藏这计数门，计数门打开之时，DS18B20会对低温系数震荡器所产生的时钟脉冲进行计数，进一步完成温度测量。
　　四、系统软件设计的整体思路分析
　　作为一个应用系统要想完成各项任务，首先要有比较完善的硬件保证。与此同时，还必须得到相应的设计合理的软件支持。特别是在计算机应用快速发展的今天，很多由硬件来完成的工作都可以通过软件编程来代替。甚至有的必须采用较复杂的硬件电路才可以完成的工作，采用软件编程可能会变得比较简单，比如信号处理，数字滤波等。因为该系统是规模较小、编制程序的工作量不大的单片机微控系统，采用汇编语言不会像高级语言一样占太多的存储空间，适用于存储量小的系统。与此同时，本系统的对位处理的要求很高，需解决大量逻辑控制方面的问题。本装置可工作于软件主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序、以及有关DS18B20的初始化子程序、写程序和读程序。
　　五、结语目前单片机已经应用到了生活的各个领域中，并且在各个领域中发挥着重要作用，该设计使用的是测温准确、结构简单的温度控制器，有一定实际应用的价值。这个智能的温度控制器不过是DS18B20在控制温度领域的简单的一个实例，还有很多需要进行完善的地方。其实，温度控制系统可应用在多种场合和领域，而单片机对温度的控制会直接影响到它在这些场合中的使用。因此，我们要想使单片机在各个领域发挥更大作用就得继续努力，研究出更好的单片机控温系统。
　　
　　参考文献：
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