基于STC12C5A的智能温度控制系统的设计

庄远++刘琼

摘要：本论文主要介绍基于STC12C5A60S2 单片机的智能温度控制系统的电路组成，程序设计及工作原理。该智能系统可以实现对周围环境温度值的监测，同时可对收集到的数据做出处理，并作出相应的措施。

关键词：STC12C5A60S2 单片机；温度；智能系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）25-0135-02

A Design for an Intelligent Control System of Temperature Based on STC12C5A

ZHUANG Yuan1 ，2， LIU Qiong1

（1.Hezhou University， Mechanical and Electrical Engineering College， Hezhou 542800，China；2.Qinzhou University， College of Science， Qinzhou 535099， China）

Abstract：This paper mainly introduce the electric circuit composition， program design and work principle of an intelligent control system of temperature ， which is based on STC12C5A60S2 single chip microcontroller. This system can realize temperature monitoring for its surrounding environment， processing collected data， and producing appropriate measures at the same time.

Key words： STC12C5A60S2 Single Chip；microcontroller；temperature；intelligent system

现代社会，工业科技随着工业革命迅速腾飞，高性能的设备普及越来越广，由于高性能设备需要稳定的温湿度环境，所以各个行业对温度与湿度测控的要求也越来越高。而在以前进行这样的监控需要大量的人力，依靠人工24小时监护，人工巡回监测等方式来测量和记录当前的环境状况信息。这样，会浪费大量的人力与物力，还缺乏一定的科学性，而且存在很大的安全隐患。在环境监控系统的问世后，这样的问题在很大程度上得到解决，这是因为环境监控系统的设计，采用的是智能化。以下是他的工作步骤：感应当前环境的环境温度与湿度；单片机判断感应到的温度与湿度是否超出或低于要求；若感应到的温度与湿度异常，实行设定好的措施进行调节；判断异常是否超过预设时间，若超过预设时间，则输出异常信号报警；判断异常是否处理完毕，若处理完毕，警报解除。这样就可以利用控制器对周围环境温度进行监控，从而达到实时对环境经行监控与控制的目的。

1 系统的组成及功能

该系统由4个模块组成，分别是：主控模块、温度采集模块、显示模块和温度调节模块。使用到了STC12C5A60S2 单片机、DS18B20数字温度传感器、1602液晶显示模块、继电器等原件。可实现的功能为：1）可精确的探测到周围环境的温度值，精度可达0.1度；2）可每3秒将收集到的温度数据上传至上位机；3）可由上位机发送指令开启或关闭温度调节装置；4）当环境温度超过预先设定的报警值时，会报警同时开启温度调节装置。

2 系统的硬件设计

2.1主控模块的设计

主控模块是由STC12C5A60S2 单片机及其相应的振荡、复位电路组成，同时在单片机的P1.0和P1.1这两个管脚上分别接上两个按键，用于调节报警值。

2.2温度采集模块的设计

温度采集模块可由多个DS18B20连接单片机组成，这样可实现多点测控，在DS18B20连接单片机时采用外部电源供电方式，这样的连接方式工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单。将一个或者多个DS18B20与单片机的P1.6管脚连接，如图1。

2.3温度调节模块的设计

2.3.1上位机控制部分的设计

本设计初步设计了两个端口可由电脑控制单片机对温度进行调节。单片机P3.0管脚与P3.1管脚分别为电脑数据接收端口（RXD）与电脑数据发送端口（TXD），P1.5管脚为电脑控制温度调节开启的管脚，接有绿色发光二极管D2用以提示，P1.4管脚为电脑控制温度调节器关闭的管脚接有红色发光二极管D1用以提示。当电脑发送指令A时，绿灯亮起3秒，同时P.21管脚变为高电平，通过继电器控制将温度调节系统打开。当电脑发送指令B时红灯亮起3秒，P2.1管脚由高电平变为低电平，通过继电器将温度调节系统关闭。同时单片机每3秒将采集到的温度湿度发送电脑记录。下图为电脑控制温湿度调节电路的设计。

2.3.2自动调节部分的设计

温度自动调节部分的工作原理是，当系统采集到的温度超过了设定的最大报警值时，P2.0管脚由低电平变为高电平，同时P2.0管脚连接9013型三极管Q1的基极，P2.0输出高电平时，三极管导通，继电器控制温湿度调节器的开关闭合使温湿度调节器开始工作。当温湿度值恢复为正常值并在报警值以下时，P2.0输出低电平，继电器开关断开，温湿度调节器关闭。自动调节部分的电路图如下图。

3 软件部分的设计

该设计的智能化体现在其可以将数据传输至电脑，同时可以响应电脑的控制，所以在软件部分的设计中，着重介绍串口通信程序电脑控制部分分为两部分，一部分为单片机每3秒将实时收集到的温湿度数据传输电脑并记录，第一部分的程序框图如下图。

第二部分为串口接收指令A时，控制温湿度调节器开启。同时绿灯亮起3秒；当然串口接收指令B时，控制温湿度调节器关闭，同时红灯亮起3秒，。第二部分程序框图如下图。

4 结果与分析

在该智能系统制作完成后，对系统进行测试。分4个时段，使用系统对周边环境温度经行测试，测试得出结果如下表。可以看出最大误差没有超过0.2℃，说明该系统温度采集精度高。同时测试温度值高于系统的报警值时，系统的自动调节部分开启。

由实验得出的结果可知，该系统可以很好地实现串口通信、键盘控制、数据显示、温度自动调节等功能。而且制作简单、操作简便、反应快速且成本低廉，同时还可以加装许多其他的功能，例如语音播报等，所以相信该系统具有很好的实用价值。

参考文献：

[1] 赵鸿图. 基于单片机的温度控制系统设计与实现[J].微计算机信息，2008，24（9）：54-56.

[2] 张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2008：12-14.

[3] 夏晓南.基于单片机的温箱温度与湿度的控制[J].现代电子技术，2008，24（5）：117-119.

[4] 李俊，张晓东. 基于单片机的温湿度检测与控制系统[J].微计算机信息，2008，24（6）：116-118.

[5] 李艳红，李海华. 传感器原理及其应用[M].北京：北京理工大学出版社，2010：