课程设计：粮仓温度自动检测系统 2.2 系统总体设计
本设计以AT89S51为核心，控制整个系统。适合在一定温度条件的环境下，电路中用到了继电器，通过单片机的弱点系统来控制与继电器项链的强电系统，从而保证强点系统控制的安全性。
系统的利用数字温度传感器DS18B20采集数据并送给单片机，单片机处理之后将采集的数据送给LCD1602显示一边操作人员直观的了解当前温度。我们给系统正常工作设定为0℃-50℃，如果当前温度在这个温度设定范围内，则单片机控制继电器闭合，使继电器控制的负载回路导通，是系统正常工作；若当前温度不在这个范围内，则说明当前温度不满足工作需求，此时单片机控制蜂鸣器发出警报，并且控制继电器使负载停止工作。并根据当前温度，若温度小于0℃，则启动加热装置，若温度高于50℃，则启动降温装置，直到达到系统温度，蜂鸣器停止报警，负载回路导通，重新开始工作。从而达到一个自动控制的作用，整个系统形成一个闭环温度值，系统变化参数为温度的值，负载的工作取决于环境温度的变化，通过单片机弱电控制与继电器相连的强电系统，从而解决了强电系统直接控制对操作人员有一定危险性的特点。电路各部分的主要功能电路功能
如下图：
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图2-2 电路主要功能组成图
温度采集功能：由温度传感器检测当前环境温度，并将温度传给单片机AT89S51。
温度显示功能：采集到的温度，能够直接显示在LCD1602上，于使用者的操作和观测。
温度报警功能：对采集到的温度自动判断并进行声音和光报警，起到提示的作用。
温度控制功能：由两部分组成，分别是加热和降温装置，实现智能全自动操作。
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第3章 硬件设计
3.1 硬件选型
单片机应用系统的硬件电路设计就是为本单片机温控系统选择合适的、最优的系统配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D转换器、设计合适的接口电路等。系统设计应本着以下原则： (1) 尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。
(2) 硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间。
(3) 系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。 方案一：
采用数码管做显示，显示温度数据。用74LS164驱动数码管，DS18B20采集温度数，24CXX系列作存储，利用单片机进行连接。经过反复考虑，系统成功较高，时间反应速度缓慢，数码管和驱动部分占用硬件资源大，能量消耗大，不够理想，放弃此方案。 方案二：
采用AT89S51芯片，使用DALLAS公司的温度传感器DS18B20读取温度，
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课程设计：粮仓温度自动检测系统 芯片体积小，三个管脚，硬件连接简单，节省I/O口。显示用LCD1602，减小了系统的能耗。报警模块用三极管驱动蜂鸣器发出警报。控制模块通过继电器弱电控制强电。为了仿真，负载和加热模块接一个12V的灯泡，通过灯泡的亮灭来观察控制效果，直观又节约资源。最后通过比较，选择了这个方案。
3.2 硬件电路设计
3.2.1 温度采集模块
DS18B20的测温原理如图3-1所示：
斜率累加器预置低温度系数振荡器减法计数器1预置增加减到0温度寄存器停止高温度系数振荡器减法计数器2减到0
图3-1 DS18B20测温原理
比较器置1/清0从图3-1中可以看出，DS18B20主要由斜率累加器、温度系数振荡器、减法计数器、温度寄存器等部分组成。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的欲置值。温度系数振荡器用于产生减法计数脉冲信号，其中低温度系数振荡器受温度的影响很小,用于
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课程设计：粮仓温度自动检测系统 产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1,高温度系数振荡器随温度变化其振荡频率明显改变,所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入.减法计数器对脉冲信号进行减法计数。温度寄存器暂存温度数值。 DS18B20与单片机接口电路
图3-2 DS18B20与单片机的连线图
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