一种实用的多功能数字温度计设计

　　0　引　　言

　　目前,随着社会的进步和发展,温度控制器的应用已越来越广泛,一般传统的温度计只能测量和显示实时温度,功能单一。已经不能很好适应现代化工农业生产、生活的需要。基于以上的考虑,本设计制作一种可交替显示实时日期、时间和温度,并可实现多点测控,测量范围0~120℃,测量误差小于±0.5℃。并可根据实际需要随时调整显示日期、时间、设定最低、最高温度报警值的多功能数字温度计。

　　1　多功能数字温度计结构框图

　　该系统结构由按键组合、温度传感器、时钟日历信号、显示、语音播报、声光报警、单片机等7个功能模块组成。多功能数字温度计系统结构框图如图1所示。

　　1.1　按键组合模块

　　根据多功能数字温度计系统要求,需有设置键、加一键、减一键、确定键、播报键、交替键、转换键、多点测控查询键等各种功能按键组合。设置键可随时设置日期、时间、温度上限和下限数值的设定功能。加一键、减一键可根据设置键的设置对时间及温度的上限和下限数值进行加一和减一操作。确定键对设置日期、时间、温度上限和下限数值予以确认。播报键可随时进行语音播报实时时间、温度。交替键可自动交替显示日期、时间、温度及温度上限和下限的设定数值。转换键也可随时查询实时日期、时间、温度及温度上限和下限的设定数值。

　　1.2　温度传感器模块

　　选用DS18B20温度传感器实施温度检测,因DS18B20数字温度计它内置一个9~12位的A/D转换器,测量温度范围-55~+125℃,测量温度精度可高达0.1℃。是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,具有线路简单,体积小的特点。用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信线,可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。在具体进多点温度测控时,可采用如下两种方法实现。

　　(1)DS18B20温度传感器探头多点同步测量法

　　DS18B20温度传感器探头多点同步测量法特点是硬件电路简单,转换速度快,编程较繁琐,适用于较多探测点的测控。电路原理框图如图2所示。

　　(2)继电器切换测量法

　　继电器切换测量法特点是硬件电路所需元件较多,转换速度较慢,编程简单,适用于较少探测点的测控。电路原理图如图3所示。

　　用单片机的P0.5、P0.6、P0.7口作为温度传感器探头继电器切换控制输出口。当单片机的P0.5、P0.6口输出数字信号为11时,选择探头1。P0.5、P0.6口输出数字信号为10时,选择探头2。P0.5、P0.7口输出数字信号为01时,选择探头3。P0.5、P0.7口输出数字信号为00时,选择探头4。