电子设计大赛论文-基于温度传感器ds18b20的水温控制系统

电子设计大赛论文-基于温度传感器ds18b20的水温控制系统内容摘要：

实现本系统的功能绰绰有余。 综合比较以上两个方案，本系统选择方案二。 加热器的比较与选择 方案一、将搪瓷器皿直接放在加热炉上进行加热，方便简单，很容易实现，但是缺点是对于加热一升水能源浪费比较大，不能完全有效地利用加热炉，同时加热炉功率较大，不能很好地精确地控制水温。 方案二、用电热杯对一升水进行加热，电热杯功率较小（ 300W），能够实现很好地精确控制，同时电热杯使用方便，体积小，质 量轻，价格便宜。 综合比较上面两个方案，本系统选择方案二。 显示器的比较与选择 方案一、采用 TFT_LCD 作为显示温度值的器件。 每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息，是目前最好的 LCD 彩色显示设备之一。 方案二、采用 LCD1602 作为显示温度值的器件。 LCD1602 是工业字符型液晶，能够同时显示 16x2 个字符， 1602 采用标准的 16 脚接口，其中包括 8 根数据线，三根控制线，电源、地、就液晶驱动电压引脚。 使用方便，价格适中。 由于本系统 只需要显示温度值，对分辨率和颜色方面要求不高，所以综合价格和系统需求考虑，本系统选择方案二。 2 系统设计 总体设计 该系统控制核心采用 MSP430F149 单片机，采用 4x4 矩阵键盘作为设定温度的输入，采用 LCD1602 显示数据，采用 DS18B20 单线温度传感器，单片机通过控制两个继电器，达到分别控制风扇和电热杯的目的。 图 1 总体设计框架图 单元电路设计 温度传感器 电路设计 图 2 DS18B20 采用一总线技术，在使用时需在外部接一个上拉电阻（取经验值 ），在总线闲置时为高电平。 信息通过单总线接口将数字温度值送入单片机进行处理和显示。 DS18B20 的特性： (1) 电压范围为 ~，在寄生电源方式下可由数据线供电。 (2) 温度使用范围为 55176。 C ~+125176。 C，在 10176。 C ~+85176。 C 时精度为 177。 176。 C。 (3) 可编程的分辨率为 9~12 位，对应的课分辩温度为 176。 C、 176。 C、 176。 C和 176。 C，可实现高精度测量。 (4) 具有负电压特性。 键盘电路设计 图 3 键盘的行列线接入单片机的 P1 口，当有键按下时就会产生中断信号（ P1 口的每一个位都可以产生中断信号），然后进入中断程度，对键盘进行扫描，确定按键的值。 表一 键盘功能键表 行 列 一 二 三 四 I 1 2 3 4 II 5 6 7 8 III 9 0 ． 确定 IV 清除 —— —— —— 电热杯加热电路设计 图 4 当单片机 脚输出高电平时，三极管 8050 导通，从而固态继电器打到 NO 端，电热杯与 220V 交流电形成通路，对水进行加热。 二级管 IN4148 固态继电器起着保护作用。 风扇冷却电路设计 图 5 当实时温度比设定的温度高出 176。 C 时， 输出高电平，导通 8050，从而使固态继电器打到 NO 端是风扇工作，对水降温。 风扇由 5V 直流电源驱动。 液晶显示电路设计 图 6 、 、 接 LCD1602 的三个控制引脚， P4 口作为 LCD1602 的数据接口。 通过对控制引脚 的控制，从而实现温度显示的功能。 3 软件设计 总体设计 总程序一共包含五个 c 文件，程序结构框图如图 7 所示： 主函数 主函数流程图如图 8 所示 开始 系统初始化 键盘初始化 LCD 初始化 I/O 端口初始化 温度获取函数 图 8 主函数流程图 系统初始化 调用各种初始化函数 端口 1（键盘）中断 循环执行温度获取函数 温度获取函数 写入各种控制命令 读取 温度转换结果 将数字温度转换为 BCD。