冷藏库温度控制系统设计

杨沛嵩 张可菊* 沈阳工学院信息与控制学院

本次设计以AT89C51单片机作为智能系统的主控制单元，辅之以适当的软、硬件模块设计完成以单片机为核心的冷藏库温度控制系统设计。本设计通过温度传感器DS18B20进行温度的采集、LCD1602进行显示、对冷库温度进行控制，来达到冷藏库温度控制的目的。本系统主要完成了硬件设计和软件编程，硬件设计部分主要由数据采集电路、报警电路、键盘电路以及显示电路组成，软件设计部分采用模块化结构，主要模块有：温度数据采集程序、液晶显示程序、键盘扫描及按键处理程序、继电器控制程序。

1 系统的结构原理框图

本系统主要以AT89C51为核心，外接温度数据采集电路、温度显示电路、温度控制电路和报警电路等部分组成。

本系统对冷库温度进行监测及控制。通过温度传感器DS18b20对温度进行采集，并通过液晶显示LCD1602进行显示，在与设定的温度值进行比较，如果高于设定温度值时，则由单片机驱动压缩机进行制冷，当低于设定温度值时，则由单片机控制压缩机停止制冷。限位开关用来检测开关冷藏箱门，当冷藏箱的开门时间超过设定时间时，产生报警。冷藏库温度控制系统原理图图1所示。

图1 冷藏库温度控制系统原理图

2 单片机最小系统

单片机最小系统最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成，其中单片机最小系统如图2所示。该系统采用的是AT89C51芯片，它内部自带4K的flash程序存储器，本系统单片机的时钟电路采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个22uF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电。而单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。电路如图2所示。

图2 单片机最小系统

3 DS18B20内部结构

主要由4部分组成：64位光刻ROM、非挥发的温度报警触发器TH和TL、温度传感器、配置寄存器。(DS18B20内部结构图如图3所示)

图2.9 DS18B20内部结构图

4 显示电路设计

显示电路部分主要有数码管显示和LCD液晶屏显示数据，在本系统中采用了LCD1602液晶显示器进行显示，当温度传感器把采集到的温度传给单片机时，此时单片机控制液晶屏对当前冷库温度进行显示。

5 结论

整个系统的硬件电路的设计过程，包括主控部分的设计和各模块的设计，其中设计的各个模块包括温度采集电路的设计、显示电路的设计、按键的设计及报警电路的设计等。对每个模块电路设计与分析，使得整个硬件电路设计更加的完善、可靠。

本设计具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于仓储、冷库等控制系统。

[1]王厚淳，徐晓安.温控器的设计与实现[J].江西化工，2004(3)：52-55.

[2]Keil Software. Cx51 Complier User's Guide. Keil Software，2001：28-35.