51单片机的锅炉温度控制器的设计+Proteus仿真+电路图(3)
（2）水温控制系统软件的设计
借助Keil C51开发工具，以C语言为开发语言，开发了单片机系统的温度检测与控制程序模块、对温度传感器模块、显示模块、温度控制模块进行控制，键盘导入设定的温度，使其与实际温度进行运算并输出。
（3）水温控制系统的仿真
以Proteus为基础，画出电路图加载各模块，加载程序并模拟实际电路的运行状态并进行仿真。
2. 系统的方案设计
2.1 系统方案准备
（1）方案一：该案由单片机、模拟温度传感器AD590、运算放大器、AD转换器、LCD显示电路、集成功率放大器、报警器组成。
该方案采用模拟温度传感器AD590作为测用运算放大器交给信号进行适当的放大，最后通过模数转换器将模拟模拟信号转换成数据信号，传给单片机，单片机将温度值进行处理之后用LCD显示，当温度值超过设定值时开始报警[4]。如图1所示：
图1 方案一 温度测量系统方案框图
（2）方案二：该方案使用了AT89C51单片机作为控制核心，以智能温度传感器DS18B20为温度测量元件，通过键盘模块对温度上、下限进行设置。显示电路用LCD1602模块，如图2所示：
图2 方案二 温度测量系统方案框图
2.2 方案论证
（1）方案一论证：用模拟温度传感器，转换结果需经过运算放大器传给处理器。它控制虽然简单，但电路复杂，不易实现对温度测量和监控。由于采用了多个分立元件和模数转换器，不容易出现误差，测量结果不是很准确，因此本方案并不可取。
（2）方案二的论证：用智能温度传感器DS18B20，它直接输入数字量，精度高，电路简单。
此方案硬件电路简单，但程序设计复杂些，但是在课题外对DS18B20、字符型液晶显示有所了解，而且曾经在网上看过此类程序设计，并且我们已经使用开发工具KEIL 用C语言对系统进行了程序设计，用仿真软件PROTEUS对系统进行了仿真，达到了预期的效果。由此可见，此方案的可行性，体现了技术的先进性，经济上也没有任何问题。
综上所述，本课题应当采用方案二对系统进行设计。
2.3 温度控制总体设计方案
本系统以AT89C52为核心，以KEIL为系统程序开发平台，以C语言进行程序设计，以PROTEUS作为仿真软件设计而成的。所设计的温度控制主要由单片机、温度采集模块、温度显示模块、温度控制模块、按键设定模块五部分组成。
对于温度控制，采用单片机AT89C52组成的自动控制系统，其系统硬件总体方框图如图3所示：
图3系统总体方框图
在图3中，温度传感器采用单总线数字温度传感器DS18B20；LCD液晶显示器，使用其动态显示方式，实时显示DS18B20采集到的水温度。按键设定分为设置按键+1（PLUS），-1（SUBS）功能，其特点是：可通过UP和DOWN键进行温度闪烁加减设定；继电器采用RTE24005F。其整体电路图如图4所示。
图4 整体设计电路图
2.4 温度传感器模块
温度传感器模块采用DS18B20，主要功能是实时将水温温度数据返回单片机，将模拟信号转换为数字信号，便于数据处理，由于此模块直接决定整个系统能否正常运行，所以是系统的核心模块。
图5 DS18B20
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的单总线器件，具有线路简单，体积小等特点。它采用单线总线结构，集温度测量和A/D转换于一体，直接输出数字量，用一根I/O线就可以传送数据与命令，其温度测量范围为-55℃~+125℃，精度为+/-0.5℃，使用中无需外部器件，可利用数据线或外部电源提供电能，供电电压范围为3.3~5.5V，通过编程实现9~12位分辨率读出温度数据[5]，外观如图5。