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DS18B20数字温度计的设计及在轧机轴承温度测控中应用
作者:    来源:    时间:2015-01-18 12:05:25浏览量:


1.4 键盘控制
键盘由独立按键组成,控制AT89C2051复位以及控制温度实时显示等功能。采用低功耗设计,即温度显示一段时间后关闭数码管显示,直到按键按下后继续显示或设置显示时间,当在关闭显示的同时,发光二极管表示系统正运行在低功耗状态。
1.5 数字温度计的硬件电路
数字温度计的硬件电路主要由DS18B20、AT89C2051、4位数码管LED等组成,如图5所示。

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硬件电路的核心控制单元,采用AT89C2051作为主控芯片,正常工作时需提供5 V的直流稳压电源。选择12 MHz晶振和30pf的电容,为AT89C2051正常工作产生必要的时钟脉冲信号。同时,使用22微法的电解电容及1 kΩ电阻组成自动上电复位电路,当系统接通电源后,单片机自动进行复位。
单总线数字温度传感器DS18B20的DQ引脚输出的方波信号连接到AT89C2051的P3.4口线,实现被测温度信号输入,在软件中统计频率数值,4位数码管用于显示测量温度值,输出段码由AT89C2051的P1口输出,P3.0,P3.1,P3.2,P3.3是DS1,DS2,DS3,DS的选通信号,P3.7连接蜂鸣器和绿色发光二极管,当测量的温度超过“预设报警温度65℃”时,发出声光报警。
DS18B20传感器的外保护套,用直径10 mm,长20 mm的紫铜,做成一端封闭的圆筒形,DS18B20顶端与内共模电感封闭面良好的接触,灌入环氧树脂,另一铁芯电感器端安装三孔插座,以便三针测温电缆配合使用。将DS18B20放置在轧机轴承座内,可实现测温与控温目的。

2 数字温度计的软件设计
电感器生产 采用AT89C2051作为主控芯片,把经过数字温度传感器一体成型电感器DS18B20现场实时采集的温度数据,存入单片机内数据存储器,送数码管显示,并检阅是否有按键按下,来由单片机控制是否显示,进行温度检测和显示为设计应考虑下列问题:

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温度实时采集,精确显示温度,采用4位数码显示管LED显示当前温度,精确到0.01℃,定时器启动,设计显示持续时间,按键处理,判断按键然后显示温度。软件设计主要有:主程序、系统初始程序、温度采集子程序、显示子程序、键盘查询子程序、按键处理子程序、具体流程图如图6所示。

3 数字温度计在轧机轴承测温中的应用
将封装好的DS18B20温度传感器嵌在轧机中,轴承座内开有盲孔,孔中固紧测温传感器,能实时监测轧机在运行过程中轧辊的轴承温度状况,可以有效地预防一些突发性情况造成轧辊过热而严重烧毁,当监测到的温度高于极限设定值时,及时报警,避免故障扩大,并采取有效措施,是确保轧机安全稳定运行的有效手段。

4 结束语
该数字温度计研制成功后,经现场测试表明,可准确地检测到轴承运转过程中的温度及其变化,监测轴承运行状态,超温报警,避免了重大事故的发生,该数字温度计具有实用价值,值电感器生产得推广。

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