单片机控制的恒温箱的设计毕业设计论文(3)

有的还无法满足要求，这样导致了我国温度控制系统的成熟化设备比较少，所以我国的恒温箱有很大的发展空间，和我国等存在一定的技术不足和落后性。

我国电子信息技术的快速发展和嵌入式系统的开发，在各个领域得到了广泛的发展，人们对电子产品的要求变得更高，像小型化和更加的智能化发展，作为高科技技术代表性的单片机因为他的体积小，价格低廉，功能多样化等有点，在诸多的领域得到运用。

1.2.2. 国外恒温控制的发展现状

因为上个世纪70年代工业发展的需要，特别是现代现代电子信息工程的高速发展，伴随着自动控制系统的出现，以及设计发展的需求下，国外的电加热恒温控制系统发展的非常快，而且发展的越来越人性化，操作简单，可以根据需求更改设置的温度等功能取得了突破性进展。像日本，美国，德国，等这些国家的技术最为先进，并且基于这些高科技理论以及技术的前提下，生产出了满足不同情况需求的多功能设备。金亨国这些年的发展，外国温度控制系统的发展越来越体现出高科技，设备越来越小巧，越来越多功能化，发展的十分迅速。实现了在我国多功能领域的发展，而我国因为技术的难以突破，我国恒温系统发展比较慢，和我国相比，有比较大的差距。

1.3. 设计意义

、本设计中的电加热的恒温箱，因为考虑到他的实用性，所以恒温箱的主要设计集中在对对温度的有效管理，使它可以在我们控制的大致范围内，不会出现太大的偏差。本设计我使用的是单片机AT89C52单片机作为控制核心，通过温度采集系统采集温度信号，

恒温箱的性能在很大程度上取决于对温度的控制性能，本课题采用单片机为主控制器，然后通过转换后实现发信号传送到单片机处理，在由单片机发送到各个处理后的显示部件中这样就完成了整个电路硬件的设计。本次设计的恒温箱可以人温度保持在设定的温度范围内，如果温度低于设置的温度时，蜂鸣器报警，单片机控制加热装置加热，温度慢慢升高，如果恒温箱里面的温度高于设置的温度时，单片机控制加热装置停止加热，温度慢慢降低，本设计是基于现代普通的

温度测量以及处理装置，具有非常多的特点，在本设计当中，实现了多功能的智能化检测和控制，操作更加的人性化，简单实用。在硬件的基础上实现了软件的开发和多功能的控制，他的人性化水平依靠软件的开发程度。因为考虑到交互信息，故在设备上进行远距离的信息传输，方便管理和控制。

2. 系统架构

2.1. 设计要求

恒温箱在我们生活中有许多方面的运用，本事设计需要更据以前学习的知识，运用单片机作为控制核心，结合数字电路以及检测原理，设计出一台基于单片机AT89C52的恒温箱，按键可以控制恒温箱的报警上下限。总体设计需要完成恒温箱里面温度的实时检测和先12864液晶显示器上显示，单片机控制信号的输出，温度超过设限报警并LED指示灯闪烁，12864上过海可以显示时间信息，时间休息用时钟电路实现。本设计的参数要求如下:

1：利用按键（自行定义）进行温度的上限和下限的设定，同时将当前温度的测量值显示在12864液晶显示器上。

2：恒温箱的恒温温度设定在100摄氏度——50摄氏度以内。低于或者高于设置的这个温度，蜂鸣器报警而且LED指示等闪烁。

2） 恒温箱控制的允许误差在±1度中间。

3） 温度信号接收器输入范围在30摄氏度——120摄氏度之间，电流在4——20mA之间。

2.2. 系统框架

本系统以AT89C52，DS18B20温度传感器，DS1302实时时钟，12864液晶显示模块，蜂鸣器，固态继电器模块等元件构成一个自动恒温加热装置。AT89C52做本设计的主控芯片，主要处理来自外部信号检测，采集以及控制。DS18B20温度传感器主要检测加热的实时温度，经单片机处理后显示在12864LCD液晶显示屏上。DS1302为实时钟芯片，做为系统显示时间用。电源电路经变压器变压

后，再经7805稳压后为系统提供稳定的5V工作电压。蜂鸣器报警，用于系统温度超高报警用。超温指示灯当温度超出时闪烁。按键控制设置上下限温度的设置。启动/停止按键为开始启动加热和停止加热按键，每按一次可在开和关之间转换。K1为电源总开关。如图1：

最小系统 单 片 机 12864显示线路 温度采集电路 指示电路 按键控制

电炉加热 时钟电路

蜂鸣器电路 图1：系统框架 2.3. 系统运行概述

系统上电复位后对系统初始化，接着在12864液晶显示时间，上下限温度参数，当前温度，然后打开定时器，在定时器中断服务程序采集DS18B20的温度值并转换成实际温度值显示在12864液晶屏上。进入while(1)函数里面不断的检测设置，加减按键和启动按键。当启动按键按下时系统进入加热状态，屏幕显示正在加热，当温度大于系统设置的上限温度时停止加热，蜂鸣器报警，LED灯闪烁，屏幕显示停止加热。当温度低于上限温度时停止报警，LED灯熄灭。当温度低于系统设置的下限温度时，系统立刻开始加热，屏幕显示正在加热，一直循环检测达到恒温的目的。在加热期间如果按下启动按键系统马上停止加热，重新检测按键。

3. 主要元器件介绍

3.1. 单片机

单片机，全称单片微型计算机（英语：Single-Chip Microcomputer），又称微控制器。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器（CPU）、存储器、振荡器、I/O接口、定时器/计时器等集成到一块芯片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。

其优点是：

（1）体积小、质量轻； （2）单片机可靠性高； （3）处理功能强，速度快；

（4）低电压，低功耗，便于生产便携式产品； （5）控制功能强、环境适应能力强等；

本设计是基于单片机的设计，所选用的是AT98C51单片机，下面对AT98SC51单片机进行介绍。

主要特性 ·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程FLASH存储器 ·寿命：1000写/擦循环 ·数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24MHz ·三级程序存储器锁定 ·128×8位内部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源 ·可编程串行通道 ·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路

引脚图如下图2：

图2：AT89C51引脚图

3.2. 12864LCD显示屏

12864LCD是128*64的点阵液晶模块的简称，因为在本设计中，显示的文字比较多，而汉字的格式是8*8的，普通的LCD无法显示这么多电费内容，故在本设计中选用13864LCD液晶显示器，这个液晶显示屏成本比较低，方便和各个电路连接，在本设计中，采用三线串口通信方式。实物图与电路图如下：

实物图 电路图

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