1056.基于51单片机的鸡舍温度控制系统设计.doc

1 引言

1.1 鸡舍温度控制系统设计的意义

随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温

度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，

但鸡舍温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对

能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、

柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就

会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可

见，温度的测量和控制是非常重要的。

单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测

和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温

度控制器应运而生。

1.3 鸡舍温度控制系统的设计目的

本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领

域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是

亮。当温度上升到下限温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限温度时，系统自动启

动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度

在上下限温度之间时，执行机构不执行。三个数码管即时显示温度，精确到小数点一位。

2 总体设计方案

2.1 方案一

测温电路的设计，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。

2.2 方案二

考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只 DS18B20 温度传感器，直接读

故实际设计中拟采用方案二。

(1) 控制部分

单片机 AT89S51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电

路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用，系统应用三节电池供电。

(2) 显示部分

显示电路采用 3 位共阳 LED 数码管，从 P0 口送数，P2 口扫描。

(3) 温度采集部分

DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感

器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。这一部分主要完成对温度

信号的采集和转换工作，由 DS18B20 数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字

温度传感器 DS18B20 把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的 P1.0 口，单片机接受温

度并存储。此部分只用到 DS18B20 和单片机，硬件很简单。

a. DS18B20 的性能特点如下

：

6) 温度以 3 位数字显示；

7) 用户可定义报警设置；

8) 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；

9) 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

b. DS18B20 的内部结构

DS18B20 采用 3 脚 PR－35 封装，如图 2 所示；DS18B20 的内部结构，如图 3 所示。

图 2 DS18B20 封装

c.DS18B20 内部结构主要由四部分组成

[5]

：

1) 64 位光刻 ROM。开始 8 位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有

48 位，最后 8 位是前 56 位的 CRC 校验码，这也是多个 DS18B20 可以采用一线进行通信的

原因

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。64 位闪速 ROM 的结构如下：

MSB LSB MSB LSB MSB LSB

2) 非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL，可通过软件写入用户报警上下限值。

3) 高速暂存存储，可以设置 DS18B20 温度转换的精度。

DS18B20 温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可电擦

DS18B20 出厂时该位被设置为 0，用户要去改动，R1 和 R0 决定温度转换的精度位数，来设

置分辨率,如图 4。

图 5 DS18B20 字节定义

带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第 1、2 字节。单片机可以通过单

线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以 0.0625℃／LSB 形式表示。

当符号位 S＝0 时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；

当符号位 S＝1 时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。

表 2 是一部分温度值对应的二进制温度数据

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