冷库温度实时巡回检测系统设计

摘要：针对冷库温度实时检测的需要，设计了一个冷库温度实时巡回检测系统。系统由硬件和软件两部分组成，硬件部分主要包括DS18B20检测电路、显示电路、报警电路、晶振电路、复位电路等，软件部分主要包括串口温度采集与显示、超限报警、用户信息管理等。实验表明，系统工作稳定，达到预期的目的。

引言

　　随着社会的发展，人们对冷藏、冷冻食品质量要求不断提高，而食品外观及营养成分的变化与冷库的温度密切相关，不同的食品有不同的冷藏或冷冻温度，不同的保存时间有不同的保存温度， 因此设计开发一个符合实际需要的冷库温度实时巡回检测系统，检测冷库不同位置的温度，以辅助管理人员及时对冷库温度进行调节，显得十分必要。

　　在传统的冷库温度检测系统中，经常应用热敏电阻之类的温度传感器件，利用它的感温效应，把被测温度转换为电压或电流的形式采集进来，然后进行A/D转换，把模拟的温度值转换为对应的数字温度值，再把数字温度值通过显示设备显示出来，这种需要A/D转换的电路相对来说比较复杂。通过对目前各种温度传感设备的分析研究，本系统对温度传感器件做出合理选择，优化整体结构，提高温度检测精度，同时使系统便于维护，并通过对各种信号传输方式的分析和研究，在保证系统结构简洁、具有较高性价比的基础上，延长数据传输距离。

1 系统硬件设计

1.1 系统硬件结构

　　系统硬件结构如图1所示。

1.2 单片机最小系统

　　单片机最小系统是指用最少的元件组成的可以工作的单片机系统。对单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路等。

　　采用STC89C52作为控制芯片设计单片机最小系统，设计电路包括时钟电路、复位电路和中断电路。P0口在实际应用时需要加上拉电阻，P0口内部是漏极开路型(作I/O口用时)。因为P0口内部结构是开漏极的，相当于I/O输出口接在输出三极管的集电极，由于集电极是悬空的，因此不可能输出高电平，只有给集电极加上电压，才能输出高电平。P0口内部没有上拉电阻的，而其他三个口有内部上拉电阻。如果P0口作为分时复用口使用，就不需要上拉电阻了，但是作为输入/输出口，P0口要在外电路设计有上拉电阻，这样通过加个上拉电阻就能兼容不同的电平标准。上拉电阻一般用10KΩ，一端接P0口，一端接VCC。

　　单片机的复位由外部的复位电路实现，最简单的是外部按键复位电路。本设计中选用时钟频率为12MHz。单片机最小系统电路图如图2所示。

1.3 温度检测电路

　　数字型DS18B20温度传感器有三根引线：单线数据传输总线端口DQ，外供电源线VDD，共用地线GND。DS18B20供电方式有两种：①是数据线供电方式，此时VDD必须接地，通过内部电容器在空闲时从数据线获得能量，从而完成温度转换，相应地需较长的时间完成温度转换。这种情况下，用单片机的一个I/O口来完成对DS18B20总线的上拉。②是外部供电方式(VDD接+5V)，相应地较短时间就可以完成温度的测量。

　　本设计中采用外部供电方式，DS18B20传感器与单片机接口电路如图3所示。

1.4 显示电路

　　显示电路根据显示内容和方式的不同可以分为点阵字符LCD、数显LCD、点阵图形LCD。本设计中采用点阵字符LCD，这里采用常用的16个字2行的LCD1602液晶模块。显示电路如图4所示。

本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第1期第33页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。