室内温度自动调节控制系统

室内温度自动调节控制系统

摘要

在人们日常生产及生活过程中，经常要用到温度的检测和控制。随着微型计算机和传感器技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，室内温度自动检测控制方面的研究有了很大进展。同时现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏越来越快。本次课程设计是基于STC89C52单片机基础板所做的温度检测调节系统，不仅对于学习单片机技术等专业知识有实际意义，而且还可以增强动手能力。

这次设计的系统，硬件电路主要包括单片机最小系统电路，温度采集电路，显示电路，语音播报电路，按键电路，继电器电路等。软件程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序，显示温度刷新子程序，语音播报程序等。我们利用DS18B20温度传感器采集温度通过STC89C5单片机系统在应用板上利用LCD1602液晶显示屏显示实时测得的温度，通过程序进行语音播报；当温度超过设定的上限时，继电器闭合，并驱动动机工作，以实现降温。

经过调试，结果显示LCD屏准确显示了室温，并能进行语音播报。当温度超过设定上限时，继电器闭合，风扇工作，开始降温；实现了系统设计要求的功能。

关键词：室内温度，自动控制，STC89C52单片机，语音播报。

目录

0 前言 (1)

1总体方案设计 (2)

1.1设计方案论证 (3)

1.2 主控制器 (3)

1.3 LCD液晶显示 (3)

1.4 温度传感器 (3)

2硬件电路设计 (6)

2.1.主控制器 (6)

2.1.1 电源部分 (7)

2.1.2 串口电路 (7)

2.1.3晶振电路 (8)

2.1.4复位电路 (9)

2.2 显示电路 (9)

2.3 数据采集电路 (9)

2.4语音电路 (10)

2.5按键电路 (11)

3 软件设计 (12)

3.1 主程序设计........................................................................................ 错误!未定义书签。

3.2 温度转换程序 (13)

3.3 温度显示程序 (13)

4 调试分析 (14)

4.1 硬件调试 (14)

4.1.1硬件调试方法 (14)

4.1.2 电源调试 (14)

4.1.3 语音模块调试 (14)

4.2 软件调试 (14)

5 结论 (17)

参考文献 (18)

附录1 电路原理图 (19)

附录2 .PCB图 (20)

附录3主程序 (21)

0 前言

在信息高速发展的今天，科学技术日新月异，科技的进步带来了测量技术的发展，现代控制设备发生了翻天覆地的变化。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中室内温度检测就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

温度是一个永恒的话题和人们生活环境有着密切关系的物理量，是国际单位制的七个基本单位之一，作为各种信息的感知、采集、转换的功能器件温度传感器的作用日显突出，温度的检测与控制是日常生活中比较典型的应用。如在日常生活中测量并记录室内的温度，可以了解室内温度变化情况。而我们所要设计的系统正是进行温度的检测，并实现自动控制室温。

1总体方案设计

1.1设计方案论证

针对本课题的设计任务，进行分析得到：本次设计用温度传感器进行温度的

测量，转化了的温度信号由传感器直接得到了数字信号。该数字温度显示电路的

设计，在总体上大致可分为以下几个部分组成：1.单片机控制电路；2.温度传感

器；3. LCD显示电路。

方案一

由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在

将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进

行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到

A/D转换电路，感温电路比较麻烦。

方案二

进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，DS18B20为常用的温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。

所以采用温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，

进行转换，就可以满足设计要求。

从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比

较简单，故采用了方案二。

本文设计的室温自动控制系统原理框图如图1所示。

图1 系统原理框图

1.2 主控制器

控制器芯片种类很多，有凌阳公司的16位单片机，也有51系列的单片机。

方案一：选用AT89C51，该芯片能使用C语言进行程序的编写，方便阅读。但是，其集成程度低，功能单一，需要使用到其它功能时，只能通过扩展外电路来实现，使得整个电路复杂，成本高，稳定性低。同时，I/O口输出功率小，一般器件都需要加驱动才能够正常使用。

方案二： STC89C52RC是微处理器低功耗，超低价高速（ 0 -90M），高可靠5V工作电压单片机，使产品更小，因为本系统要求的性能不是太高，而且处于模拟阶段，利用单片机芯片就可以控制。其中单片机的更轻，功耗更低，如果相关新增功能没有用到，则不需看相应部分。用STC 提供的STC-ISP.exe 工具可以将原有的代码下载进STC 相关的单片机即可，内部Flash 擦写次数为100,000 次以上。用户程序是用ISP/IAP 机制写入，一边校验一边写，无读出命令。

综合考虑我们选择方案二STC89C52RC作为我们的主控芯片。

1.3 LCD液晶显示

因为LCD1602液晶显示屏具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等特性，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中，且1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字），所以选择其进行实时温度显示。

图2 LCD1602液晶显示屏

1.4 温度传感器

温度传感器DS18B20结构图如图3所示，引脚左负右正，一旦接反就会立刻发热，有可能烧毁。同时，接反也是导致该传感器总是显示85℃的原因。正确接法：面对着扁平的那一面，左负右正。

DS18B20的性能特点如下[1]：

a．独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；

b．多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；