51单片机花房温度控制电路设计+仿真图+流程图+源码(3)
图2 按键模块
2.3 显示模块设计
显示模块的选择有多种方案，可以采用数码管显示，也可以采用液晶显示，本设计温度显示采用LCD1602显示。LCD1602液晶是一款易用和常用的字符液晶，可以显示两行，每行16个字符。它是一款点阵型液晶模块，有若干个5×7或者5×11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。
2.4 单片机型号的选择
本课题选用Intel公司的AT89C51进行系统控制，运用到了复位电路，时钟电路，串口，I/O口。
AT89C51单片机的时钟电路包括三种方式，即内部时钟方式、有源晶振方式和外部时钟信号方式。XTAL1（19脚）是片内振荡器，反相放大器与时钟发生器的输入端，当使用片内振荡器时，该引脚外接石英晶振和微调电容，当采用外接时钟源时，输入端接外部时钟振荡器信号，XTAL2（18脚）为片内振荡器，反相放大器与时钟发生器的输出端，使用片内振荡器时，该引脚外接石英晶体和微调电容，当使用外部时钟源时，该引脚悬空。
本设计采用为内部时钟方式，即采用外接石英晶振和微调电容组成的并联谐振电路，使AT89C51工作在20MHz频率下。电路图如图3所示。
图3 时钟电路和复位电路
复位电路主要有系统的上电自动复位和用户的手动按键复位两种功能。RST(RESET，9脚）是复位输入端，高电平有效，系统在运行时，若在此引脚加上持续时间大于2个机器周期的高电平就可以使单片机复位，而正常条件工作下，该引脚应为≤0.5V的低电平。
本设计采用简单的RC复位电路，在单片机的上电瞬间，RST引脚端能出现大于2个机器周期的正脉冲，实现了自动复位。经实践证明，其复位效果稳定、可靠。电路如图3所示。
2.5 报警电路设计
为了实现多点温度检测报警系统，本课题采用AT89C51单片机作为主控制器，采用扫描的方式对多点DS18B20温度传感器获取对应该位置的温度值，如温度不在设定的范围内，给出报警信号。如果温度高于设定温度的上限，则红灯亮，蜂鸣器发出声响；如果温度低于设定温度的下限，则黄灯亮，蜂鸣器发出声响。报警电路如图4所示。
图4 温度报警电路
2.6 继电器控制电路设计
继电器控制控制电路分为控制电路和主电路，控制电路通过三极管组成放大电路，二极管用来保护三极管，防止电流过大损坏元器件。在本设计中用两处用到继电器控制电路，如图5所示的继电器控制降温设备，当花房内的温度高于设定温度的上限时，继电器闭合，电机转动，开始降温。如图6所示的继电器控制加热设备，当P2.4口输出低电平时，控制电路接通，继电器吸合，图中所示的开关向左闭合，白炽灯泡亮，表示开始加热。
图5 继电器控制降温设备
图6 继电器控制加热设备
2.7 通信模块设计
由于PC机串行口使用的是RS-232逻辑电平，因此，当PC机与单片机通信时必须进行电平转换。
RS-232是目前异步串行通信中应用最广泛的标准总线，适用于数据中断设备和数据通信设备，RS-232是目前最常用的串行接口标准，用于计算机与计算机之间，计算机与单片机之间的数据通信。RS-232提供了单片机与单片机、单片机与PC机之间串行数据通信的标准接口。但RS-232规定的逻辑电平与单片机的逻辑电平是不一致的。因此在应用中，必须把微处理器的信号电平（TTL电平）转换为RS-232电平，或者对二者进行逆转换。选用电平转换芯片MAX232来实现。
此方法优点是只需要一个+5V电源供电，可靠性高，无需增加程序设计的复杂性，常用的芯片有ICL232，MAX232，TSC232等。本文选用MAX232。