AT89C51单片机电取暖炉软硬件系统设计+电路图(3)
2系统设计
2.1系统的总体设计
本系统以单片机为核心控制单元，通过温度传感器采集周围温度，并通过液晶屏显示检测值，再以按键的方式进行人工操作，通过继电器控制加热器，根据使用者需求对取暖炉加热或是降温。当加热温度高于最高温度限制时，蜂鸣器工作进行报警。下图2-1为系统结构框图：
系统结构框图
2.2功能模块
该设计内容包括主控单元，温度数值收集单元，液晶屏幕输出单元，升降温操作单元，按键操作单元，报警提示单元共计吹冰个主要模块。单片机控制单元使用AT89C51芯片，是整个系统的核心单元，芯片会执行用户编写在ROM中的指令，实现对连接在芯片四个并行I/O端口的各功能电路单元的控制。温度数值收集单元主要由选定的传感器组成，它会将收集的环境温度数值发送到单片机控制单元。单片机接收到DS18B20检测出的数值信号后，把信号传输给液晶屏，经过单片机发出指令，在屏幕上显示，使得温度值更清楚的展现出来。按键操作单元是使用者进行人工操作的主要方式，按键能进行调温，调功，定时等操作。加热控制单元包括加热器（加热电阻）和继电器，由继电器控制加热器的通断。报警提示单元包括发光二极管及蜂鸣器，为系统提供报警提示功能。
2.3各元器件的选择及论证
（1）处理器选择
本系统是基于单片机设计的，考虑到本系统的各项功能及用途，选择合理的单片机非常重要，若所选单片机功能过少，无法完成设计任务，若单片机功能太多，造成功能浪费。根据需要，将选用51系列单片机，相对于其他控制器，51系列单片机价格低廉，应用广泛，能降价制造成本，具体型号为AT89C51单片机。该芯片十分小巧，非常节能，具有很高的稳定性，易于编程，具有4kb的ROM，能擦除1000次，有40个管脚，内部功能强大，可移植性高，在微型控制电路及电子产品中使用的较为广泛。
（2）液晶显示器选择
方案1：使用LCD12864
该显示器分辨率为128*64，能使用它的字库直接进行中文编辑，接口的兼容性强，编程语言也十分简要，即使需要显示的内容含有大量的中国文字也能胜任。该显示器功耗低，显示图像稳定，与其他显示模块比，电路结构更加简单，价格也低一些。能够显示32个字，共4行，每行8个字。LCD12864经常用于显示内容多的电子系统中。
方案2：使用LCD1602
LCD1602是一款小型液晶显示器，价格低廉，外接线少，易于进行编程控制，使用起来非常方便，能够显示2行16列字母及字符，但这种显示器无法良好的展现图形，适合用来显示信息量少的内容。
考虑到成本和系统电路显示信息的实际情况，以显示实时温度、定时时间为主，经过市场调查，大部分家用取暖炉都不具备液晶显示功能，具有液晶显示功能的取暖炉显示内容也较为简要，而且若进行批量生产，液晶显示器成本过高，因此选择方案二，使用这种液晶屏作为液晶显示单元的主要设备，既能实现主要信息通过屏幕显现出来的功能，又能降低成本。
（3）温度传感器选择
方案1：使用PT100温度传感器
PT100在工业检测场合经常出现。随着外界温度的不断改变，传感器内最主要的参数电阻值就会出现具有一定规律的升高或降低的情况。PT100使用金属铂作为热电阻的制造材料，由于其金属特性，使得PT100温度传感器的稳定性和线性都较好，各种复杂的测温环境都能适应，但价格也相对昂贵。PT100即可采集温度，也能采集湿度，能在-200℃~+200℃之间进行数据检测。
方案2：使用NTC温度传感器