專利名稱：一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及地源熱泵領(lǐng)域，特別是涉及一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地源熱泵中央空調(diào)是利用可再生能源技術(shù)的新型空調(diào)系統(tǒng)。隨國(guó)家對(duì)新能源技術(shù) 的政策支持，地源熱泵目前得到廣泛應(yīng)用。特別是在大型公共建筑中，推廣利用地源熱泵技 術(shù)對(duì)節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。對(duì)于地源熱泵技術(shù)來(lái)說(shuō)，對(duì)其溫度的監(jiān)測(cè)和調(diào)控是其關(guān)鍵技術(shù)所在。首先是需要 對(duì)溫度進(jìn)行精確的采集個(gè)測(cè)量，從而為地源熱泵系統(tǒng)的溫度調(diào)控提供數(shù)據(jù)支持；其次，不論 地源熱泵系統(tǒng)是應(yīng)用于日常生活或者工業(yè)生產(chǎn)，除了對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行精確測(cè)量外，還必須 具有監(jiān)測(cè)的功能，即設(shè)定一溫度范圍，當(dāng)測(cè)量的溫度超過一定溫度范圍時(shí)，地源熱泵的測(cè)溫 系統(tǒng)能及時(shí)的發(fā)出警報(bào)，從而能夠采取下一步的措施。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，是為了提供一種能精確測(cè)量環(huán)境溫度的地源熱泵溫度測(cè)量系 統(tǒng)，并且具有對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)警報(bào)功能。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、單片機(jī)及接 口電路；所述溫度采集模塊包括一溫度傳感器，所述溫度傳感器為DS18B20，所述溫度傳感 器與單片機(jī)相連接；所述單片機(jī)為AT89C2051單片機(jī)；所述接口電路包括4511B⑶譯碼器、 串行EEPR0M24C16、MAX232、數(shù)碼管及外圍電路構(gòu)成；所述單片機(jī)輸出控制信號(hào)至4511B⑶ 譯碼器，所述4511B⑶譯碼器連接至數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示；所述串行EEPR0M24C16通過 MAX232與單片機(jī)相連，保存系統(tǒng)參數(shù)。進(jìn)一步的，在451IB⑶譯碼器與數(shù)碼管之間還設(shè)計(jì)有一達(dá)林頓電路ULN2003，所述 達(dá)林頓電路ULN2003對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，產(chǎn)生足夠大的電流驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。進(jìn)一步的，所述數(shù)碼管為2個(gè)共陰極LED。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括一報(bào)警電路，所述報(bào)警電路包括一個(gè)自我震蕩型的 蜂鳴器和一個(gè)發(fā)光二極管；所述蜂鳴器及發(fā)光二極管與達(dá)林頓電路ULN2003連接，通過 ULN2003電流放大IC來(lái)控制。進(jìn)一步的，當(dāng)測(cè)量溫度超過45°C或低于5°C時(shí)，蜂鳴器叫，發(fā)光二極管閃爍。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精確度好，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)的舒適性和節(jié)能 性對(duì)系統(tǒng)的控制提出了更高的要求。本實(shí)用新型滿足了這些趨勢(shì)和要求。

圖1所示是本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。[0013]圖2所示的是AT89C2051單片機(jī)、DS18B20溫度傳感器及串行EEPR0M24C16的電 路連接圖。圖3所示的是4511B⑶譯碼器、達(dá)林頓電路ULN2003及報(bào)警電路的電路連接圖。
具體實(shí)施方式
下面具體闡述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖1所示，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括溫 度采集模塊、單片機(jī)及接口電路；如圖2所示，所述溫度采集模塊為溫度傳感器為DS18B20 ；DS18B20是DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳T0-92小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍 為-55°C +125°C，可編程為9位 12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0. 0625°C，被測(cè)溫 度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，支持3V 5. 5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈 活、方便；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并 聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口 較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢 測(cè)系統(tǒng)。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20 使電壓、特性有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)。所述單片機(jī)為AT89C2051單片機(jī)；T89C2051 (以下簡(jiǎn)稱2051)是一枚8051兼容的 單片機(jī)微控器，與Intel的MCS-51完全兼容，內(nèi)藏2K的可程序化Flash存儲(chǔ)體，內(nèi)部有128B 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，可直接推動(dòng)LED，與8051完全相同，有15個(gè)可程序化的I/O點(diǎn)，分 別是Pl端口與P3端口。所述接口電路包括4511B⑶譯碼器、標(biāo)號(hào)為的串行EEPR0M24C16、MAX232、數(shù)碼管 及外圍電路構(gòu)成；所述單片機(jī)輸出控制信號(hào)至451IB⑶譯碼器，所述451IB⑶譯碼器連接至 數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示；所述串行EEPR0M24C16通過MAX232與單片機(jī)相連，保存系統(tǒng)參數(shù)。 單片機(jī)以并行通信方式從Pl. 0 Pl. 7 口輸出控制信號(hào)，通過4511B⑶譯碼器譯碼，用2個(gè) 共陰極LED靜態(tài)顯示溫度的十位、個(gè)位。串行EEPR0M24C16是標(biāo)準(zhǔn)I2C規(guī)格且只要兩根引腳就能讀寫。由于單片機(jī)2051 的Pl是一個(gè)雙向的I/O端口，所以在我們?cè)谠O(shè)計(jì)中將Pl端口當(dāng)成輸出端口用。由圖2可 知，Pl. 7作為串行的時(shí)鐘輸出信號(hào)與24C16的第6腳相接，Pl. 6則作為串行數(shù)據(jù)輸出接到 24C16的第5腳。Pl. 4和Pl. 5則作為兩個(gè)數(shù)碼管的位選信號(hào)控制，在Pl. 4= 1時(shí)，選中第 一個(gè)數(shù)碼管(個(gè)位)；Pl. 5 = 1時(shí)，選中第二個(gè)數(shù)碼管(十位)。Pl. 0 Pl. 3的輸出信號(hào) 接到譯碼器4511上作為數(shù)碼管的顯示。此外，由于單片機(jī)2051的P3端口有特殊的功能， P3. 0 (RXD)串行輸入端口，P3. 1 (TXD)串行輸出端口，P3. 2 (INTO)外部中斷 0，P3. 3 (INTl) 外部中斷1P3.4，(TO)外部定時(shí)/計(jì)數(shù)輸入點(diǎn)，P3.5(T1)外部定時(shí)/計(jì)數(shù)輸入點(diǎn)。由圖2 可知，P3. 0和P3. 1作為與MAX232串行通信的接口 ；P3. 2和P3. 3作為中斷信號(hào)接口 ；P3. 4 和P3. 5作為外部定時(shí)/記數(shù)輸入點(diǎn)。P3. 7作為一個(gè)脈沖輸出，控制發(fā)光二極管的亮滅。圖圖3所示，由于在電路中采用的共陰極的LED數(shù)碼管，所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)加了一個(gè)達(dá)林頓電路ULN2003對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，產(chǎn)生足夠大的電流驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。由于4511只 能進(jìn)行B⑶十進(jìn)制譯碼，只能譯到0至9，所以在這里我們利用4511譯碼輸出我們所需要的溫度。所述系統(tǒng)還包括一報(bào)警電路，所述報(bào)警電路包括一個(gè)自我震蕩型的蜂鳴器和一個(gè)發(fā)光二極管；所述蜂鳴器及發(fā)光二極管與達(dá)林頓電路ULN2003連接，通過ULN2003電流放大 IC來(lái)控制。當(dāng)測(cè)量溫度超過45°C或低于5°C時(shí)，蜂鳴器叫，發(fā)光二極管閃爍。圖4所示的是系統(tǒng)的程序運(yùn)行流程圖。進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，各組成部分進(jìn)行程序的初始 化，然后啟動(dòng)溫度采集模塊的溫度傳感器DS18B20，測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的溫度，并傳送至單片機(jī) 進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸出至數(shù)碼管進(jìn)行顯示。當(dāng)超出設(shè)定的警戒溫度時(shí)，報(bào)警電路報(bào)警。
權(quán)利要求一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、單片機(jī)及接口電路；其特征在于所述溫度采集模塊包括一溫度傳感器，所述溫度傳感器為DS18B20，所述溫度傳感器與單片機(jī)相連接；所述單片機(jī)為AT89C2051單片機(jī)；所述接口電路包括4511BCD譯碼器、串行EEPROM24C16、MAX232、數(shù)碼管及外圍電路構(gòu)成；所述單片機(jī)輸出控制信號(hào)至4511BCD譯碼器，所述4511BCD譯碼器連接至數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示；所述串行EEPROM24C16通過MAX232與單片機(jī)相連，保存系統(tǒng)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于在 45 IlB⑶譯碼器與數(shù)碼管之間還設(shè)計(jì)有一達(dá)林頓電路ULN2003，所述達(dá)林頓電路ULN2003對(duì) 信號(hào)進(jìn)行放大，產(chǎn)生足夠大的電流驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù) 碼管為2個(gè)共陰極LED。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于所述系 統(tǒng)還包括一報(bào)警電路，所述報(bào)警電路包括一個(gè)自我震蕩型的蜂鳴器和一個(gè)發(fā)光二極管；所 述蜂鳴器及發(fā)光二極管與達(dá)林頓電路ULN2003連接，通過ULN2003電流放大IC來(lái)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)測(cè)量 溫度超過45°C或低于5°C時(shí)，蜂鳴器叫，發(fā)光二極管閃爍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及地源熱泵領(lǐng)域，特別是涉及一種基于單片機(jī)的地源熱泵測(cè)溫系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括溫度采集模塊、單片機(jī)及接口電路；其特征在于所述溫度采集模塊包括一溫度傳感器，所述溫度傳感器為DS18B20，所述溫度傳感器與單片機(jī)相連接；所述單片機(jī)為AT89C2051單片機(jī)；所述接口電路包括4511BCD譯碼器、串行EEPROM24C16、MAX232、數(shù)碼管及外圍電路構(gòu)成；所述單片機(jī)輸出控制信號(hào)至4511BCD譯碼器，所述4511BCD譯碼器連接至數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示；所述串行EEPROM24C16通過MAX232與單片機(jī)相連，保存系統(tǒng)參數(shù)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精確度好，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)的舒適性和節(jié)能性對(duì)系統(tǒng)的控制提出了更高的要求。本實(shí)用新型滿足了這些趨勢(shì)和要求。
文檔編號(hào)G01K1/02GK201569509SQ20102004677
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者劉偉, 蘇存堂 申請(qǐng)人:北京依科瑞德地源科技有限責(zé)任公司