STC89C51单片机车站温度控制系统设计(2)

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2.3.1 DS18B20概述 13

2.3.2 DS18B20引脚介绍15

2.3.3 DS18B20的内部结构15

2.4 LCD液晶介绍16

2.5继电器介绍16

2.6按键控制电路17

2.7 蜂鸣器报警电路18

3 软件设计19

3.1 概述19

3.2 程序流程19

3.2.1 主程序19

3.2.2 温度程序设计20

4 仿真结果22

5 结论23

参考文献24

致谢25

1.绪论

1.1 课题的背景及意义

随着铁路旅客列车向高速化，舒适化发展，空调车内的温度环境越来越受到人们的关注，与普通空调系统相比，旅客列车空调系统有其特殊性：列车昼夜行驶在野外，室外环境变化大，车内人员密度大，乘客变化大，车门启闭次数多，目前，我国铁路列车空调系统通过控制组的开停对机组进行安全保护和车厢的温度进行控制。这种控制方法存在的问题是：阶梯式调节系统均采用继电器逻辑控制，大量的机械触电在使用中经常发生粘连，烧毁，抖动及误区动作等情况，从而引发空调系统的故障。

传统的温度检测系统采用热电阻、热敏电阻、热电偶等传感器作为感测器件，采用差动放大器进行放大，再进行数据处理，最终显示出温度值。本文通过对温度传感器的改进，由于传感器可以将各种物理量、化学量和生物量信号转化为电信号，使人们能够利用计算机实现自动控制、信息处理以及自动检测。所以我们用温度传感器对车站的温度实时监测，可以实现温度的测量，控制，报警全自动化，及时发现故障，对事故的发生和扩大将起到有效地预防作用。因此，该课题的开发有着重要意义。

1.2 国内外的研究现状与水平

1.2.1 国外温度控制系统研究

1.2.2 国内温度测控系统研究

1.3 发展趋势

1.4 车站温控系统中存在的问题

(1) 温控系统的标准不同

温度控制系统在实际应用中，没有明确的标准。因为没有明确的标准参数，导致在不同的设备制造商，有时不兼容的情况，到正常使用的温度控制系统带来了很多不便。此外，由于无线通信技术的相应标准不统一，而且对控制系统的研究和开发带来了一定的障碍，从而影响了该技术的列控技术。

(2) 车站温控系统设备的更新力度不够

对于温度控制系统的技术，其发展速度快于其他应用技术，但也带来了硬件的发展不能跟上理论发展的情况。目前我国车站温度控制系统的建设相对落后，不能很好的和无线通信技术匹配。在很多情况下，相关人员都在原有设备的基础上进行了相应的改造，但频繁变换也使得其效果越来越差，不能及时响应数据参数。因此，目前的车站的温度控制系统和其他相应的设施设备是迫切需要整体的更新，而不是一个特定的改变。

(3) 列车温度异常警示不明显

在车站中，操作人员面对复杂的操作面板时容易忽略温度显示参数的小模块显示，当车站内温度异常时，不能够及时并准确地通知列车运行及相关人员，制定相应的防范措施，这就存在安全隐患。因此，目前的温度控制系统已经不能满足日益复杂的车站内温度的要求，为了保证人员和财产安全，应加强系统的预警能力。源:自*751`%论,文'网·www.751com.cn/

1.5 本文的主要工作

本课题主要研究如何用单片机来实现列车车厢温度控制系统设计。温度测量传感器的作用是用来测量温度，而温度的读取和控制是由单片机完成的。在市面上常用的几款温度传感器中DALLAS公司生产的一种新型温度传感器DS18B20是集温度测量、A/D转换于一体的，它的测量范围为-55℃~+125℃，精度能高达0.0625℃。它采用单总线协议，即与微机接口仅需要占用一个I/O端口，不需要任何外部原件，DS18B20能代替模拟温度传感器和信号处理单元，直接测量温度并以数字信号输出（9位数字码串行输出）极大的简化了整体电路，可使整个系统更加小型化、低功耗。由于DS18B20的数字量是直接输出的，并且直接与单片机连接，所以控制起来相对简单，有了单总线的特性它也便于扩展，扩展系统的方法是在一根总线上接挂多个DS18B20传感器，组建测量。综上所述，采用DS18B20温度传感器与STC89C51所组成的系统结构简单，抗干扰能力强，适合于各种测量环境，也适用于工农业生产和日常生活中，应用前景非常高。整个系统只有一根信号线与单片机相连接，温度传感器又可直接输出数字信号，故系统电路简单可靠，功耗小，抗干扰能力强，又由于DS18B20精度高，且单片机系统价格低廉，结构可靠，所以此系统在人们日常生活、工业生产和科学研究中可以得到广泛推广和应用。