冷庫溫度實時巡回檢測系統(tǒng)設計

摘要：針對冷庫溫度實時檢測的需要，設計了一個冷庫溫度實時巡回檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分主要包括DS18B20檢測電路、顯示電路、報警電路、晶振電路、復位電路等，軟件部分主要包括串口溫度采集與顯示、超限報警、用戶信息管理等。實驗表明，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，達到預期的目的。

引言

　　隨著社會的發(fā)展，人們對冷藏、冷凍食品質(zhì)量要求不斷提高，而食品外觀及營養(yǎng)成分的變化與冷庫的溫度密切相關，不同的食品有不同的冷藏或冷凍溫度，不同的保存時間有不同的保存溫度， 因此設計開發(fā)一個符合實際需要的冷庫溫度實時巡回檢測系統(tǒng)，檢測冷庫不同位置的溫度，以輔助管理人員及時對冷庫溫度進行調(diào)節(jié)，顯得十分必要。

　　在傳統(tǒng)的冷庫溫度檢測系統(tǒng)中，經(jīng)常應用熱敏電阻之類的溫度傳感器件，利用它的感溫效應，把被測溫度轉換為電壓或電流的形式采集進來，然后進行A/D轉換，把模擬的溫度值轉換為對應的數(shù)字溫度值，再把數(shù)字溫度值通過顯示設備顯示出來，這種需要A/D轉換的電路相對來說比較復雜。通過對目前各種溫度傳感設備的分析研究，本系統(tǒng)對溫度傳感器件做出合理選擇，優(yōu)化整體結構，提高溫度檢測精度，同時使系統(tǒng)便于維護，并通過對各種信號傳輸方式的分析和研究，在保證系統(tǒng)結構簡潔、具有較高性價比的基礎上，延長數(shù)據(jù)傳輸距離。

1 系統(tǒng)硬件設計

1.1 系統(tǒng)硬件結構

　　系統(tǒng)硬件結構如圖1所示。

1.2 單片機最小系統(tǒng)

　　單片機最小系統(tǒng)是指用最少的元件組成的可以工作的單片機系統(tǒng)。對單片機來說，最小系統(tǒng)一般應該包括：單片機、晶振電路、復位電路等。

　　采用STC89C52作為控制芯片設計單片機最小系統(tǒng)，設計電路包括時鐘電路、復位電路和中斷電路。P0口在實際應用時需要加上拉電阻，P0口內(nèi)部是漏極開路型(作I/O口用時)。因為P0口內(nèi)部結構是開漏極的，相當于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)部沒有上拉電阻的，而其他三個口有內(nèi)部上拉電阻。如果P0口作為分時復用口使用，就不需要上拉電阻了，但是作為輸入/輸出口，P0口要在外電路設計有上拉電阻，這樣通過加個上拉電阻就能兼容不同的電平標準。上拉電阻一般用10KΩ，一端接P0口，一端接VCC。

　　單片機的復位由外部的復位電路實現(xiàn)，最簡單的是外部按鍵復位電路。本設計中選用時鐘頻率為12MHz。單片機最小系統(tǒng)電路圖如圖2所示。

1.3 溫度檢測電路

　　數(shù)字型DS18B20溫度傳感器有三根引線：單線數(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VDD必須接地，通過內(nèi)部電容器在空閑時從數(shù)據(jù)線獲得能量，從而完成溫度轉換，相應地需較長的時間完成溫度轉換。這種情況下，用單片機的一個I/O口來完成對DS18B20總線的上拉。②是外部供電方式(VDD接+5V)，相應地較短時間就可以完成溫度的測量。

　　本設計中采用外部供電方式，DS18B20傳感器與單片機接口電路如圖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陣字符LCD、數(shù)顯LCD、點陣圖形LCD。本設計中采用點陣字符LCD，這里采用常用的16個字2行的LCD1602液晶模塊。顯示電路如圖4所示。

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