STC89C52单片机温度控制系统设计+电路图+程序(3)
2 系统总体设计
2.1 系统的功能
本系统应用于对浴室的水温控制箱内的水温控制，利用单片机技术使水温符合操作者的设定。课题涉及的主要内容包括传感器模块、A/D转换模块、单片机控制技术、按键输入模块、温度比较控制技术、加热模块、液位保护模块、显示模块、报警模块。传感器模块的设计主要对象是Pt100传感器，设计合理的连接电路，采集温度信号，然后送到模数转换芯片中。A/D转换模块使用的模数转换芯片是8位逐次逼近型的ADC0809转换器，它由一个 8 路模拟开关。使用的单片机是应用广泛、价格便宜、接口较多而且使用相对比较简易方便的STC89C52[6]。按键输入模块使用3个独立按键，用来对浴室水温进行相应的设定。温度比较控制技术目前是浴室水温控制的通用控制方法，是一种应用广泛、成熟的控制方法，能使水温尽可能的接近设定的水温温度值。加热模块主要是通过电热管工作来加热浴室的水，已达到期望的水温。液位保护是通过设定液位的上下限来控制水箱内液位不至于过高或者过低。显示模块是用4位共阴极的数码管，采用动态显示的方式来显示检测到当前的浴室水温和已经设定的温度值。报警模块是采用声光报警装置来实现的，当温度超过或低于水温允许的范围时，报警装置启动。
2.2 系统硬件方案分析
系统的硬件设计应该符合以下几点要求：
（1）通用性：硬件的设计不仅要能满足本设计的使用，还要能够适用于其他相类似的设计中，即采用模块化设计，每个模块完成其相应的功能，在本系统中可以使用，在其他的系统中也可以直接使用。
（2）可靠性：硬件要能够正确可靠的发挥其作用，不能用着就会产生毛病，要能够在相应的时间内和相应的环境中完成规定的功能，要在设计上采取抗干扰措施，以增强其可靠性。
（3）耐久性：系统中的器件要有较顽强的使用能力，要有抵抗自身和环境破坏的能力，要保证其能够使用较长的时间，不能用一段时间就坏掉，要有较长的使用寿命。
（4）经济性：在不妨碍系统正常性能的前提下，要尽可能的节约开支，采用芯片要物尽其用，没必要采用功能过于强大的芯片以造成没有必要的功能浪费，要以最小的代价换取最大的收益。
本文设计的是浴室水温控制系统，被测对象的真实温度由Pt100来进行检测，将Pt100传感器连接成桥。将采集到的模拟温度信号转变成为电压信号，再通过模拟量变换成为数字量的变换电路将其变为数字量，最后送入STC89C52中进行数据运算和控制处理，再将处理后的数据进行滤波处理和D/A变换，由加热装置来进行水温的控制。当水箱内液位过高或者过低时，通过控制水阀来控制是否注入水，以实现液位在设定的范围之内[7]。最后由4位共阴极数码管进行相应的动态显示，当温度超过设定的上限或者低于设定的下限时，声光报警装置将被启动，用来引起操作人员的注意，以免发生不必要的危险。输入电路采用3位的键盘电路，可以对温度值进行设定，由数码管给操作者显示浴室水温的当前温度和设定的温度。电路的整体框图如图2-1所示。
图2-1 硬件总体框图
2.3 系统软件方案分析
系统软件设计应该符合以下几点要求：
（1）结构模块化：程序结构的模块化有利于程序的修改、扩展、调用，尽量调用子程序，程序的层次分明，便于人们的理解，而且还可以减少程序对内存的占用空间。