摘要：介紹了運用AT89C52單片機設計開發的發射臺真空器件庫恒溫控制系統，并結合DS18B20數字式溫度傳感器，以及相關的外部電路分析了利用AT89C52的優點。介紹了實現鍵盤輸入、實時監測、自動溫度調節的方法。重點闡述了系統的硬件構成、各部分的主要作用及系統軟件的設計思路和流程。此系統成本低、工作可靠，移植性好，具有很高的應用和借鑒價值。
關鍵詞：溫度傳感器；恒溫控制；真空器件

0 引言
發射臺使用了許多真空器件，例如，真空電容、真空電子管、真空開關等。真空器件是播出設備的核心器件，消耗量較大，屬于貴重器材，需要合理備份、妥善保管。由于真空器件對周圍環境溫度、濕度的特殊要求，故真空器件庫要求滿足恒溫和干燥的條件。目前，無線局各臺站的真空器件庫一般采用手工控制和人工監測的方式實現恒溫控制，這種方法準確性低、穩定性較差，還必須安排專人負責。
為了更有效地保存真空器件備件，本文實現了一個能自動調節室內環境溫度的真空器件庫恒溫控制系統。該系統以AT89C52單片機為控制核心，通過溫度采集電路，實時檢測真空器件庫內的環境溫度，并根據預先設定的溫度閾值，控制真空器件庫內均勻分布的加熱設備的工作狀態，實現室內溫度自動調節。用戶可以在現場使用鍵盤設置目標溫度值，也可以在現場數碼管顯示屏上直接觀察真空器件庫當前室內環境溫度值和用戶設置的目標溫度值。系統實時檢測真空器件庫環境溫度值和目標溫度值的變化，通過溫控驅動電路控制加熱設備的工作狀態，確保真空器件庫的恒溫、除濕，避免了因保存溫度、濕度不合適而造成的真空器件性能降低及損壞。

1 系統結構及工作原理
發射臺真空器件庫恒溫控制系統結構如圖1所示，系統的基本硬件電路包括：溫度采集、鍵盤輸入、溫度顯示、電源、溫控驅動、加熱設備、報警和指示燈，以及A1789C52單片機。

為了更好地保持真空器件庫室內環境溫度恒定，系統采用閉環控制方式。由AT89C52單片機完成邏輯判斷和控制，晶振頻率采用12MHz，通過循環訪問的方式，訪問真空器件庫內均勻分布的DS18B20數字溫度傳感器，采集真空器件庫內的環境溫度值。為了不頻繁啟動加熱設備，目標溫度由用戶通過鍵盤輸入后，系統自動生成目標溫度上限值和下限值。單片機以一定的頻率將檢測到的環境溫度值與用戶輸入的目標溫度值進行比較。當真空器件庫環境溫度值低于設置的目標溫度下限值時，溫控驅動電路驅動加熱設備加溫，溫度上升到目標溫度下限值以上時，停止加溫；當真空器件庫環境溫度高于設置的目標溫度上限值時，溫控驅動電路驅動降溫電路降溫，溫度下降到目標溫度上限值以下時，停止降溫。

2 硬件電路設計
2．1 溫度采集電路
溫度采集電路采用溫度傳感器DS18B20來實現溫度的采集和轉換。DS18B20是一種改進型智能溫度傳感器，與傳統的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出所測溫度。測量輸出信號為數字量，可以直接和單片機進行通信，從而降低外圍電路的復雜度。溫度采集電路如圖2所示。

DS18B20把采集到的溫度通過數據引腳傳到單片機的P3．0口，每一片DS18B20有唯一的48位序列號，在出廠前已寫入片內ROM中，單片機通過讀ROM(33H)命令將該DS18B20的序列號讀出，經過匹配，即可逐一讀回每個DS18B20的溫度數據。雖然DS18B20具有測溫簡單、精度高、連接方便和占用I／O口少等優點，但當單總線上所掛的DS18B20超過8個時，就需解決微處理器的總線驅動問題。另外，連接DS18B20的總線電纜的長度有限制，當采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數據會發生錯誤，這主要是由總線分布電容使信號波形產生畸變引起的。因此，進行多點測溫和長距離測溫電路設計時要加以注意。
2．2 鍵盤電路
考慮實際應用情況，鍵盤電路設計采用矩陣式和中斷掃描相結合的方式。矩陣式鍵盤由行線與列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上，按鍵數量較多時可以節省單片機I／O接口的占用。系統使用過程中，鍵盤大部分時間基本不工作，因而中斷掃描方式可以提高單片機處理器工作效率。當鍵盤有按鍵動作時產生中斷，單片機處理器響應鍵盤中斷，執行鍵盤中斷程序，判別鍵盤按下鍵的鍵號并做相應處理。在本系統中，單片機的I／O接口充裕，因此鍵盤電路直接連接單片機I／O接口。鍵盤接口電路如圖3所示。

鍵盤的數字鍵(0～9)、確認鍵(OK)、清除鍵(Del)等12個按鍵以四行三列方式連接到單片機的P0口，設置鍵(Set)與單片機的腳相連，而硬件復位鍵(ReSet)與R、C構成復位電路。需要注意的是，用單片機的P0口連接鍵盤時，要給P0口的各I／O接口提供上拉電阻。