基于STC89C52单片机的恒温控制系统设计

来源:用户上传      作者:

　　【摘要】本文针对笔记本电脑的散热问题，提出了一种主要是以散热降温为目的恒温控制系统。设计中采用了DS18B20作为温度传感器检测温度，以液晶显示屏LCD1602实现温度和时间日期的显示，采用水冷循环法对笔记本电脑的温度进行恒温控制，同时可以通过按键来设置水泵动作和蜂鸣器报警的温度。
　　【关键词】风冷系统 STC89C52 温度传感器
　　1.概述
　　随着电子产品的高速发展，其内部组件功耗和发热量也不断提升。如何有效的给电子产品降温成了一个亟待解决的问题。本系统是基于笔记本电脑在正常工作时对温度的要求而设计的。
　　2.系统的总体设计
　　本次设计的整体方案框图如图，所示。分别由单片机最小系统、温度传感器模块、水冷系统模块、人机接口模块、蜂鸣器报警模块和电源模块等部分组成。
　　3.系统硬件电路设计
　　本设计是以STC89C52单片机为核心，采用DS18B20来完成对被测物体的温度检测，通过液晶显示屏LCD1602实现温度、时间、日期及状态的显示，键盘控制电路实现对时间、日期、温度报警阈值的设置，同时还有报警模块蜂鸣器进行温度超阈值报警，同时水冷系统模块动作进行4蜂温处理。系统督本硬件电路如图2所示。
　　3.1 最小系统电路
　　最小系统由时钟晶振电路和复位电路组成。系统时钟采用11.0592MH石英晶体。STC89C52采用高电平复位，本电路采用上电和手动复位两种方式进行。
　　3.2 温度传感器模块
　　温度传感器模块采用DS1BB20，数据端口DQ接4.7k上拉电阻后连接在单片机的P1.3口，可实现单片机与温度传感器之间的通信，包括写温度测量指令和获取温度数据等。温度数值经单片机内部处理后与设定值比较，确定系统的执行机构、显示模块和报警模块的运行状态。
　　3.3 水冷系统模块
　　水冷系统模块采用水循环实现恒温控制。通过小型继电器对小型离心潜水泵驱动实现水循环控制。因为水泵驱动电流较高，本系统用三极管驱动小型继电器，用小型继电器驱动小型离心潜水泵，通过单片机的P1.4端口对其进行控制，当单片机P1.4端口输出低电平，三极管导通，继电器动作，常开触点吸合，水泵电路导通，实现控制水泵动作。
　　3.4 人机接口模块
　　显示模块采用液晶显示屏LCD1602，它是一款通用LCD显示屏，可以显示16*2个字符，完全能够达到本系统要求，本系统通过单片机的P2口与其数据数DO-D7相连，通过单片机的P1.0、P1.1、P1.2端口与其控制端口RS、RW和EN相连，实现在屏幕上显示温度、时间与日期、状态等。
　　按键模块实现温度阈值即动作温度的设定，本系统采用独立式按键实现按键电路的设计，通过单片机的P3.0-P3.5端口，实现6个独立按键的操作，实现温度阈值的设定及对时间、日期等的调整设置。
　　3.5 报警模块
　　报警模块采用有源蜂鸣器，在温度达到动作值时蜂鸣器会发出声音，进行报警。蜂鸣器采用三极管驱动，当温度达到设定值时，单片机P1.4口输出低电平，三极管导通，蜂鸣器动作，发出报警声。
　　3.6 电源电路模块
　　根据本系统的特点，直接采用USB接口从笔记本电脑取电，仅在电源部分增加了滤波电容，使电源电压更稳定，并通过电源指示灯指示电源状态。
　　4.系统的软件设计
　　本系统软件设计是使传感器模块、水冷模块、显示模块人机接口模块能够正常工作。包括对相应的模块单元初始化设置，进入预设的状态，然后开始系统的正常运行。一方面要对温度进行读取，确定温度的更新和处理，当温度达到预设值时控制继电器动作，驱动相应器件;另一方面要对按键进行扫描是否进入温度值设定。
　　5.结论
　　经过设计，本系统实现了对温度的检测和显示，能够根据自身需求通过按键设定动作温度。在达到预设温度后，单片机能控制继电器动作，继而控制水泵工作，实现水冷循环进行降温，同时有蜂呜器报警还能够显示时间和日期。
　　本次设计的不足之处，希望可以在基于单片机的对被测电子器件检测温度和时间日期的显示功能之上，增加更多类型传感器的应用，比如能够同时检测在水冷时器件周边环境的湿度问题，保证器件的正常工作環境，测量的湿度也实时送到显示器上显示。
　　参考文献：
　　[1]余小平，奚大顺等.电子系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2014.
　　[2]张建波，韩菘.浅谈温度测量的发展现状[J].计测技术.2001（2）：14-15.
　　[3]赵娜，于珍珠等.基于51单片机的温度测量控制系统[J].微计算机信息.2017（2）：146-168.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-15356679.htm