刘进 汤莉莉

摘 要：随着生活水平的提高，生活节奏的加快，人们对家用电器自动化、智能化要求越来越高。通过市场调查，市场上具有加热功能的电器非常多，而能给液体降温的电器几乎没有。传统人工搅拌降温耗时长、温度难以控制。该系统针对上述问题，以MCS-51单片机为核心，将红外控制器、温度传感器和搅拌機结合起来，利用单片机的精确控制和温度传感器精确采温来控制搅拌机的转速，从而代替人工搅拌，达到省时省力的要求。此套方案不仅可靠性好，成本低，且填补了市场空白，具有广阔的市场前景。

关键词：搅拌机 智能温控 单片机 系统设计

中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（c）-0057-02

Design of Intelligent Temperature Control System

Liu Jin Tang Lili

（Department of Computer & Information Engineering， Zhixing College of Hubei University， Wuhan Hubei， 430011， China）

Abstract： With the improvement of living standards， the pace of life， people on the home appliances automation， intelligent increasingly high demand. Through market survey， the market has a heating function of electrical appliances is very much， and can give liquid to cool the electrical almost No. Traditional artificial mixing temperature and time consuming， the temperature is difficult to control. The system is aimed at the above problems， with the MCS-51 microcontroller as the core， the infrared controller， temperature sensor and mixer， the use of single-chip microcomputer control and temperature sensor accurate temperature sensor to control the speed of the mixer， so as to replace artificial mixing， to achieve the requirements of time saving. This scheme not only has good reliability， low cost， and fill the gaps in the market， but also has broad market prospects.

Key Words：Beater； Intelligent Temperature Control；Single Chip Microcomputer

水作为人体中最多的成分，在生命中扮演重要的角色。每年夏天，我们能从商场买回各种降温电器，但对刚烧开的热水，市面上基本没有电器能给其降温。而泡奶粉、蜂蜜等营养品，我们就必须给开水降温，如何简单、方便、自动的给开水降温，便成了一个值得思考的问题。

在尽可能节约成本的基础上，我们通过红外遥控控制搅拌器的温度，让系统通过单片机自动运行。本搅拌系统通过STC89C51单片机为核心[1]，对温度传感器采集的温度进行监控，然后调整搅拌机转速，拟达到以下目标：（1）自动运行，遥控设定温度。充分考虑系统安全性、可靠性、稳定性基础上减轻人体劳动；（2）在特殊的情况下，例如有异物干扰搅拌机叶片转动，系统能及时进行报警；（3）通过单片机的引入，让系统可扩展互联网接口。

1 控制系统的工作原理及硬件设计方案

本搅拌系统通过温度传感器DS18b20检测水温，并将温度反馈到控制芯片STC89C51，单片机根据红外遥控设备设定的温度值来控制搅拌机的转动，若红外遥控设备无输入设定，则按照默认温度值自动设定搅拌机转速，如搅拌过程中系统接收到新的温度设定值，则会按照接收到的设定温度来进行转速控制，并且在四位共阴数码管上显示出系统的当前温度。

智能搅拌机系统主要包括：输入，输出和控制3大部分、7个模块，分别为：遥控输入模块、温度传感器采集，反馈模块、复位电路模块、电源模块、四位共阴数码管显示模块、PWM脉冲调制搅拌机驱动模块，加热模块[2]。见硬件系统的结构框图1所示。

通过放置在搅拌器中的温度传感器来监控水温，如超过了控制系统所设定的值，则单片机自动发出信号驱动搅拌机运行，让水温下降，并通过四位数码管实时显示水温，若水温低于设定值，则通过加热模块进行加热并停止搅拌器运行。由于控制芯片为STC89C52，因此本系统可通过RS232串口连接电脑，扩展为互联网控制，让本设备使用更加方便。

实际方案中，以DS18B20作为温度传感器，将温度参数送给单片机进行处理后，通过控制搅拌器转速对整个系统温度进行控制，蜂鸣器负责提示报警等功能。为了提高系统的可靠性，本系统中加入了复位电路。

2 系统硬件电路设计

2.1 红外遥控电路

该部分分为发射部分和接收部分，采用的是编码、解码专用集成电路和微控制器芯片控制。在系统中，此模块主要分为：稳压电源、红外发射/接收电路。单片机首先对等待发送的二进制编码进行调制，再通过将其编码成特殊脉冲信号并将其发送出去。系统选用1838T接收信号，通过1838T对信号进行放大、检波、整形等处理，最后将TTL信号反馈到单片机，经单片机解码并控制相关对象。1838T输出端接入单片机，单片机接收到信号后通过放大、检波，整形，解调，反馈给解码与接口电路，最终达到遥控的目的。

2.2 搅拌指示报警电路

搅拌功能使用12V直流潜水泵进行，将其接入单片机，当潜水泵收到单片机送来的搅拌信号后，通过PWM脉冲调制来控制其转速。指示灯接入单片机P35引脚，当电机及其他设备正常工作时亮起，以显示系统正常运行。蜂鸣器接入P37引脚，每当系统设定参数被改变时，蜂鸣器鸣响，以示操作指令被成功接收到系统中。

2.3 温度采集电路

在本搅拌系统中，使用DS18B20来进行对温度检测和收集[3]。此传感器第2脚为数字信号的输入端和输出端，因此必须接上拉电阻，以达到在没有任何数据传送时能一直保持高电平状态的效果，以便确保信号稳定地传输。

3 系统软件设计

本控制系统的软件设计可以分为三部分：

（1）主程序部分：該部分完成存储器分区、数据定义和系统的初始化等，以及调用各个子程序，完成主要的控制功能。

（2）温度信号处理部分：通过DS18B20采集到的信号，单片机通过算法自动输出控制信号，实现对搅拌器或加热设备的控制，达到预期的控制要求；

（3）电机驱动程序部分：由于温度控制要求电机转速不同，因此需要不同的PWM波驱动电机，以便精确控制电机转速。本系统使用定时器来产生不同频率的PWM波，过程一般可分为系统中断模块的初始化、PWM波的生成[4]。

程序流程图如下：

上图中系统软件程序设计主要包括：主程序设计，数据处理程序，数码管显示子程序，搅拌机控制，蜂鸣器报警等。

部分主程序与子程序：

void display（）//显示温度

{

w1=0；P0=table[dang]；delay（10）；

//第1位显示数据

P0=0x00；w1=1；delay（1）；

//关闭显示消除动态扫描阴影

w2=0；P0=table[16]；delay（10）；

//第2位显示数据

P0=0x00；w2=1；delay（1）；

//关闭显示消除动态扫描阴影

w3=0；P0=table[wen_du/10]； delay（10）；//第3位显示数据

P0=0x00；w3=1；delay（1）；

//关闭显示消除动态扫描阴影

w4=0；P0=table[wen_du%10]；delay（10）；//第4位显示数据

P0=0x00；w4=1；delay（1）；

//关闭显示消除动态扫描阴影

}

void s_display（）

//手动显示函数

{

w1=0；P0=table[dang]；delay（10）；

P0=0x00；w1=1；delay（1）；

//关闭显示消除动态扫描阴影

w2=0；w3=0；w4=0；P0=table[16]；delay（10）；

P0=0x00；w2=1；w3=1；w4=1；delay（1）；//关闭显示消除动态扫描阴影

}

void zi_dong（）

//自动温控模式

{

uchar i；

ReadTemperature（）；

d1=dang；d2=wen_du/10；d3=wen_du%10；

if（wen_du

if（（wen_du>=xia）&&（wen_du<=zhong）） //1挡

{

dang=1；

for（i=0；i<8；i++）{dj=0；display（）；zi_keyscan（）；}

for（i=0；i<2；i++）{dj=2；display（）；zi_keyscan（）；}

}

if（（wen_du>=zhong）&&（wen_du<=shang））//2挡

{

dang=2；

for（i=0；i<4；i++）{dj=0；display（）；zi_keyscan（）；}

for（i=0；i<6；i++）{dj=1；display（）；zi_keyscan（）；}}

if（wen_du>shang）{dj=1；dang=3；display（）；zi_keyscan（）；jdq=1；} //高温上

zi_keyscan（）；

//按键扫描函数

}

4 结语

通过本设计整套系统以51单片机为核心来进行搅拌系统控制，实现了以下功能：（1）遥控控制温度。防止与高温水接触，杜绝了烫伤的可能，安全、实用；（2）能降低水温，填补了家用降水温电器的市场空白。

由于时间有限，本系统还可通过RS232与电脑连接后，接入互联网，通过手机APP进行远程控制，实现更多功能。

参考文献

[1] 吴金戍，沈庆阳，郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].北京：清华大学出版社，2002.

[2] 宁铎.电子工艺实训教程[M].2版.西安：西安电子科技大学出版社，2010.

[3] 王化详，张淑英.传感器原理[M].天津：天津大学出版社，2002.

[4] 陈国呈.PWM逆变技术及应用[M].北京：中国电力出版社，2007.