温度控制器范文篇1

[关键词]STC89C52红外遥控温湿度控制器

中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）12-0108-03

DesignandRealizationofTemperatureandHumidityControllerwithInfraredRemoteControlbasedonSTC89C52

HuangXiuli

（GuangdongConstructionVocationalTechnologyInstituteGuangzhou510440）

[Abstract]ThedesignandrealizationoftemperatureandhumiditycontrollerwithInfraredRemotecontrolbasedonSTC89C52，getstemperatureandhumidityoftheworkshopwithdigitaltemperatureandhumiditysensorDHT11，setsandadjuststemperatureandhumiditydirectlythroughinfraredreceivingandprocessingmodule，displayrealtimeandsettemperatureandhumiditybyusedigitaltubedisplaymodule，tohuman-machineinteraction.Thewholesystemiseconomical，stableperformance.Theprototypehasbeenrunningexperimentverifieditseffectivenessandpracticalvalueandhasagoodprospectofapplicationandextension.

[Keywords]STC89C52，infrared，remotecontrol，temperatureandhumiditycontroller

1.引言

所周知，夏季炎热的环境下，空气的干/湿温差较大，厂房车间内常常比室外温度高，太阳辐射，灯光、人体散发的温度滞留使温度上升，厂房车间的高温闷热，空气不流通，车间粉尘大等不良的工作环境也会导致员工流失率增高、生产力降低，质量控制变差，这些将最终导致客户流失。所以此时应及时将室内带有异味、灰尘、温度高的浑浊空气排出室外，使室内的温度得到降低，改善空气质量。

同时，随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动遥控系统开始进入了人们的生活。而红外线遥控就是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术[1]。红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制系统，红外遥控具有抗干扰，电路简单，编码及解码容易，功耗小，成本低的优点，在家用电器中，彩电、录像机，录音机、音响设备、空调机以及玩具等产品中应用非常广泛。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。

本设计本着以人为本、经济安全、方便实用为目的，以STC89C52单片机为控制中心，DHT11数字温湿度传感器采集厂房的温湿度[2]，红外线遥控技术实现对温、湿度的设定和调节，当超过设定的温湿度时，自动启动排风扇，实现温度的自动调节，同时，使用数码管显示模块对采集的实时温湿度、设定湿温度进行显示，实现人机交互。本设计主要应用于有高压、有毒气体、粉尘、高温等环境的工业设备和厂房中，不仅弥补了传统产品的不足之处，而且经济实用，对本设计稍加改变，就可以推广到商场、超市、办公室、宾馆、医院、车站、体育馆、歌舞厅、礼堂、会议室、学校等场所，更可以用于冰箱、灯及窗帘等家用电器，而且在智能家居中应用也十分广泛。

2.基于STC89C52单片机的红外遥控温控器的设计方案

本设计采用8位单片机STC89C52作为温、湿度控制器的核心，厂房的温、湿度采集使用DHT11数字温湿度传感器直接与单片机接口，并通过红外线接收和处理模块，直接对温度进行设定和调节，使用数码管显示模块对采集的实时温湿度、设定湿温度进行显示，实现人机交互。当实时温湿度超过设定温度的上限时，自动启动排风扇，进行排风。排风扇采用交流220V电源，因此在实际使用时，采用继电器进行5V到220V电源的转换。本设计的原理框图如图1所示。

2.1主控制器电路设计

主控制器电路是由单片机、晶振电路、复位电路、电源电路组成。单片机采用8位的STC89C52单片机；晶振电路是通过2个22pF的电容微调并采用11.0592MHz的振荡频率将时钟信号传给单片机STC89C52；复位电路的上电瞬间所产生的微分脉冲的宽度大于2个机器周期；电源电路采用USB接口供电模式，并通过CH340实现单片机程序的擦写[3]。图2-1所示的是单片机最小系统图，图2-2所示的是工业级USB通信模块和电源供电系统。

2.2温湿度检测模块设计

本设计的温湿度检测模块电路采用了DHT11数字温湿度传感器[4]。DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。STC89C52单片机（主机）与DHT11数字温湿度传感器采用简化的单总线通信，通过外接一个约5.1kΩ的上拉电阻与单片机IO口直接相连。其电路原理图如图3所示。

1、单总线传送数据位定义

DATA用于STC89C52单片机与DHT11之间的通讯和同步，采用单总线数据格式，一次传送40位数据，高位先出。数据格式：

8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验位。

2、数据时序图

STC89C52单片机发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集。信号发送如图4所示。

3、外设读取步骤

STC89C52单片机可通过如下几个步骤完成对DHT11的数据的读取。

步骤一：

DHT11上电后，DATA数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平，DATA引脚处于输入状态，时刻检测外部信号，测试并记录环境温湿度数据。

步骤二：

设置单片机的I/O输出不小于18ms的低电平，然后将单片机的I/O设置为输入状态，由于上拉电阻，微处理器的I/O即DHT11的DATA数据线也随之变高，等待DHT11做出回答信号，发送信号如图5所示：

步骤三：

DHT11的DATA引脚检测到单片机发出的不小于18ms的低电平信号时，等待低电平信号结束，延迟后，单片机的I/O此时处于输入状态，DHT11的DATA引脚处于输出状态。DHT11输出80微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出80微秒的高电平通知单片机准备接收数据。单片机的I/O检测到DHT11发出的80微秒的低电平回应信号后，等待80微秒的高电平后开始数据接收，发送信号如图6所示：

步骤四：

由DHT11的DATA引脚输出40位数据，单片机根据I/O电平的变化接收40位数据，位数据“0”的格式为：50微秒的低电平和26-28微秒的高电平，位数据“1”的格式为：50微秒的低电平加70微秒的高电平。位数据“0”、“1”格式信号如图7所示：

步骤五：结束信号

DHT11的DATA引脚输出40位数据后，继续输出50微秒的低电平后转为输入状态，由于上拉电阻随之变为高电平。但DHT11内部重测环境温湿度数据，并记录数据，等待外部信号的到来，开始新的循环。

2.3红外接收与处理模块

红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成，红外发射装置又可由键盘电路、红外编码芯片、电源和红外发射电路组成。红外接收设备可由红外接收电路、红外解码芯片、电源和应用电路组成[5]。本系统的发射装置采用了基于TC9012编码芯片的市场上较为廉价的万能遥控器，型号为HS-21其用户识别码为00FF。本设计中主要用到了数字键0-9、“+”、“-”、“EQ”，其中10个数字键用于直接设置所需要的温度，“+”、“-”用于对设定的温度递增和递减，“EQ”用于进入设定温度模式和确定，初始温度设定为23°。

本设计的红外线接收部分采用了红外线一体化接头，型号是TSOP1383。其内部含有高频的滤波电路，专门用来滤除红外线合成信号的载波信号（38KH），并送出接收到的信号。当红外线合成信号进入红外接收模块，在其输出端便可以得到原先发射器发出的数字编码，只要经过单片机解码程序进行解码，便可以得知按下了哪一个按键，而做出相应的控制处理，完成红外遥控的动作。本设计中，利用单片机的P3.2口的第二功能（外部中断0）接收红外线的信号。当红外线的信号从遥控器传输过来，P3.2口电平被拉低，单片机立刻停止其他工作，瞬间转移到接收并处理红外线信号。如图8所示，为红外接收硬件电路图。

2.4数码管显示电路设计

本设计要实现温、湿度的实时动态显示，由于数码管自发光、亮度高等特点，本系统采用了价格廉价的数码管显示。为了实现动态显示，本系统采用了两片74HC573锁存器驱动段位、位选[6]，两个573锁存器IO口接P0.0～P0.7，数码管的段ABCDEFGH对应74HC573-1芯片，数码管的位WE1～WE6对应74HC573-2芯片，DU（P2.6）段选信号控制74HC573-1锁存器，WE（P2.7）位选信号控制74HC573-2锁存器。图9所示为数码管显示电路原理图。

2.5风扇控制电路设计

本设计中采用的风扇是交流220V，而控制模块是采用的5v电源，因此要进行弱电控制强电的转换。本系统采用的是继电器进行转换。同时采用了三极管8550驱动继电器。当温湿度传感器DHT11检测到的温湿度超过设定值时，就由单片机P2.3口输出高电平控制8550开通，进而驱动继电器工作，接通220V电源，打开风扇。风扇控制电路原理图如图10所示。

3.系统软件设计流程图

系统单片机每一次上电或复位时，数码管显示初始温度和湿度，此时用通用遥控器进行温湿度的设定，此后数码管显示实时的温湿度值。当温湿度传感器DHT11检测到的温湿度超过设定值时，单片机P2.3口输出高电平控制8550开通，进而驱动继电器工作，接通220V交流电源，打开风扇。部分流程图如图11所示。

4.结论

本设计采用8位单片机STC89C52作为温、湿度控制器的核心，厂房的温、湿度采集使用DHT11数字温湿度传感器直接与单片机接口，并通过红外线接收和处理模块，直接对温度进行设定和调节，使用数码管显示模块对采集的实时温湿度、设定湿温度进行显示，实现人机交互。本设计主要应用于有高压、有毒气体、粉尘、高温等环境的工业设备和厂房中，不仅弥补了传统产品的不足之处，而且经济实用，可以起到节约能源的作用，对本设计稍加改变，就可以推广到商场、超市、办公室、宾馆、医院、车站、体育馆、歌舞厅、礼堂、会议室、学校等场所，更可以用于冰箱、灯及窗帘等家用电器，而且在智能家居中应用也十分广泛。

参考文献

[1]陈惠特.基于单片机的红外遥控系统设计[J].信息通信，2015，3：49-49.

[2]任玲，翟旭军，付东岳，衡.基于STC单片机的种苗催芽室温湿度监控系统设计[J].农机化研究，2013，3：157-160.

[3]黄同，邵思飞.一种基于CH340T的STC89C52RC编程器设计[J].电子测试，2013，12：16-17.

[4]曹昌勇，贾伟建.基于AT89C52和DHT11数字式粮库温湿度监控系统设计[J].齐齐哈尔大学学报：自然科学版，2014，30（1）：31-34.

温度控制器范文

关键词：用电器具，温度调节，采样比较，节能控制

MultiplexTemperatureAutomaticRegulationController

WangMu1，WangYu2，SuHeLin1

（SichuanElectricPowerResearchInstituteSichuan6100721SichuanElectricPowerCompanyofNeijiangElectricPowerBureauoSichuanNeijiang6410002）

Abstract：Whethertheunitoffice，roomsettings，orfamilyapplication，air–conditioning，fansandothertemperature-regulatingdeviceispowerconsumptionbig，occupyalmosthalfofelectricity，inadditiontoexistingproducts，mostlymanualshiftandopen-stop，isnotconvenient，andcannotfollowthetemperaturechangecanbe，eveninhighgear，entermidnightorthunderstormdaysarapiddropintemperature，canalsocausetheuseofhumancoldsandotherillnessesoccur.Tothisend，wecarriedouta"multichanneltemperatureautomaticregulationcontroller"development，canmaketheelectricfan，airconditionertemperatureautomaticshiftingandopen-stop，technicallevelrisesconsiderably，andisinfavorofsavingenergyandpeople'sphysicalandmentalhealth.

Keywords：Electricappliances，Temperatureregulation，Samplingcomparison，Energy-savingcontrol

1设计制作

为完成夏季温度控制，首先选用传感器进行环境温度采样，本装置设计特点是传感器为一组相同的负温型热敏电阻，传感器为一组相同的负温型热敏电阻，实现环境温度采样。采集到的信号送往以六非门集成块为中心的比较判断电路，进行电平转换控制，再经功率放大与导通角等驱动处理，启动无极调压和继电器件，实现风扇、空调的温度控制。对此，我们实施了电路设计，请见图1。

1.1电路原理

220V交流电分两路工作，一路经降压、整流、滤波、稳压等处理，形成直流工作电源，供给温度传感与判断控制等前端器件工作，另一路则送往可控硅和继电器结点，提供给经温度控制下的动力电源。

在图1中，各段所用的温度采样器件是型号参数相同的3.6KΩ负温型热敏电阻Rt，故未编序号。另采用的一个54LS04六非门集成电路，是判断控制的中心，贯穿始终。根据运行特点，仪器分成两大部分：

1.2无极调压控制

从图2中可以看到，第一组热敏电阻Rt和线性电阻R1串联，再与负端电阻R2对12V电源分压，形成对54LS04第一非门1-2的门槛电压值。比如在夏天，当温度为25-280C时，3.6KΩ负温型热敏电阻Rt阻值下降为3KΩ，这时680Ω电阻R2的分压值UR2≥2V，超过门槛值，第一级非门翻转，输出低电平。

为配合低电平信号，我们选用了两个PNP型9015和8550晶体管BG1-2构成复合功放器，经功率放大后的信号，使继电器J1启动。

继电器J1启动后，常开接点J1-1闭合，接通200kΩ电阻R14和电容C1，产生低频振荡，经DB3双向二极管D1送达可控硅控制极，形成较小导通角，输出约100V电压，风扇启动旋转。

若温度再升高，达到28-320C时，第二级热敏电阻Rt下降到约2.4KΩ，560Ω电阻R4的分压值UR4超过74LS04的3-4非门门槛电压，该门翻转，BG3-4导通，继电器J2启动，接通100kΩ电阻的R15和C1，产生中频振荡，使可控硅导通角增大，输出约150V电压，风扇中速旋转。

同理，当温度达到320C以上时，UR6超过3-4非门门槛电压，该非门翻转，BG5-6导通，J3启动，产生最大导通角，可控硅直通，输出全电压，风扇高速转动。

此块电路通过对不同温度的采集，转换为可控硅导通角的调整，使之输出不同交流电压值，实现风扇转速自动控制。反之，当温度低于250C，各级非门都超不过门槛电压，故形成自动关闭，达到节能目的。

温度控制器范文

温度是生活中常见的物理量，它与我们的生活实时相关，人类对温度研究一直在继续，经过多年发展已经有很多成熟的温度传感器在各个领域的得到了很好应用，下面介绍下温度传感器的分类和设计中温度传感器选择的方法。

（一）温度传感器分类

（1）模拟温度传感器输出的模拟量信号，优点是响应速度较快。

（2）数字温度传感器输出的数字量，它输出响应速度较慢，但接口简便。

工程中常常选用热电阻式温度传感器、热敏电阻式温度传感器、模拟集成式温度传感器、热电偶式温度传感器、智能温度传感器实现对温度检测。

（二）温度传感器的选择

工业上温度传感器有四类：热电偶、热电阻何热敏电阻及集成电路温度传感器；各类温度传感器的温度测量范围不同，应用的环境也不同。

方案：数字温度传感器DS18B20，它的温度测量范围为-55℃～+125℃之间，精度可以达到12位精度，测温分辨率为0.0625℃，工作电压在3V～5.5V之间，它直接输出数字信号，便于单片机进行处理。对于水温控制器进行测温时采用数字芯片，而且可以简化硬件电路，适合用于单片机测温系统中的温度传感器。

温敏元件在应用于温度环境监测的过程中，虽然温敏电阻成本低，可是后续电路麻烦，也要进行温度标定。AD590属于电流型集成温度传感器，且它输出的为模拟信号，且这一输出信号不强，因而需要放大并且需要设计A/D转换电路，而如果设计使用的是普通的放大电路，那么运放的效果难以保证，而且测量放大器价格不低，使得整个系统设计成本得以提高。系统设计采用DS18B20采集温度的变化，这就是任意的多个DS18B20可以在一根总线上挂接的原因，从而方便的进行多点测温，且用串行数字信号输出形式，可以将测量到的温度结果提供给单片机AT89C51的P3.7口，将这一端口作为数据输入。在多点的温度检测和采集系统中，DS18B20有很大的优势。DS18B20的工作电压为+5V，DS18B20的检测温范围为-55℃至125℃，测量精度可达0.5℃，用软件编程可以将DS18B20的温度转换结果的位数得以确定，输出精度位数为9到12位不等，但是它的默认值为12位。

二、显示器选型

本文涉及的单片机测温系统需要对实时温度值/比较的最大值显示即可，适合的显示方案有以下两种。LCD液晶显示和采用七段数码管显示。液晶显示可以显示汉子、英文和数字；数码管适合在显示信息量较小的系统中使用，数码管适合显示数字。由以上可知，数码管显示电路最为简单/低廉。考虑显示的温度从-55℃～+125℃，如果采用七段数码每显示一路就需要3组数码管，再加上温度最大值需要单独显示出来，这样不仅会增加数码管的数量还会增加编写单片机驱动程序难度。因此选择LCD液晶显示器作为显示模块最优，完全可以满足使用要求。

三、软件总体设计

编程采用汇编、C语言均可，这也是其应用广泛、上手快的原因之一。汇编编程指令效率高，适用于对时序要求较高场合，比如本文涉及的DS18B20读写操作可以使用汇编语言对照芯片手册的时序图和讲解逐条来编写驱动模块程序块。C语言编程指令移植性高，代码可以重复使用适合1602LCD的驱动和主程序的编写。

四、总体方案的确定

（一）系统基本框架

设计是利用AT89C51单片机为控制芯片，通过采集温度传感器的数据，通过对采集数据进行运算，实现温度采集和温度控制的设计。系统结构图1所示。设计的目标是实现对水温的采集、通根据设定最大关闭加热设备，如果小于最小的温度值打开加热设备进行加热，达到实现恒温控制的目的。

该温度控制系统由单片机主最小系统，温度采集模块，数码管显示模块，按键设置模块、蜂鸣报警模块、存储模块等组成。设计中需要实现的功能如下：

（1）液晶实时显温度的数据信息。

（2）可通过按键设置触发报警的阈值，也可以通过按键进行设置和修改。

（3）可以实现温度上下阀值报警。

（4）实现恒温控制功能。

系统各模块功能说明：

（1）温度传感器采集模块的功能是采集当前水温度值。

（2）显示模块的功能是显示实时水温。

（3）声音报警模块的功能是当水温值超过设置的阀值就会发出报警声音。

（4）键盘模块的功能是设置水温的上下阀值以及手动报警。

（5）主控模块功能是采集传感器数据、键盘输入信息进行处理输出报警信息和控制加热设备进行加热系统的实时显示。

（二）系统工作原理介绍

考虑到该系统功能较少，由普通单片机即可实现。而AT89C51单片机具有重量轻、体积小、对环境要求不高、抗干扰能力强、可靠性高、价格低廉、灵活性好等优点，故本系统选用AT89C51单片机作为系统主控制器。在温度采集方面，选用单线数字温度传感器DS18B20进行温度数据采集；人机对话界面通过按键盘来设置温度的上下线报警值和数码管显示电路的作用时实时显示水温值，同时在设置参数的时候可以显示当前设置的温度大小；存储电路的作用是实现对设定温度上下阀值进行存储，这样的设计可以保在系统重新工作时不用重新设置温度参数，方便使用；报警电路用于上下阀值的温度报警，当超过上限报警的时候，数码管会点亮，同时发出报警声音，下限也是一样的效果；继电器电路用于控制对水进行加热的设备行工作。