温箱温度控制系统
恒温箱温度控制系统的设计任务书
编号：毕业设计任务书题目：恒温箱温度控制系统的设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：孙卉学号：1200120304指导教师单位：机电工程学院姓名：韦寿祺职称：教授题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发2015年12月28日一、毕业设计（论文）的内容恒温箱广泛应用在医疗、工业生产和食品加工等领域，其对温度稳定性要求较高，如何实现对温度的精确控制是恒温箱温度控制系统的关键。
温度控制系统通常由被控对象、测量装置、调节器和执行机构等组成。
目前，测量装置大多采用温度传感器采集温度，但是在常规的环境中，温度受其它因素影响较大，而且难以校准，因此，温度也是较难准确测量的一个参数，常规方法测量温度误差大、测量滞后时间长。
当前，普遍使用单片机或者PLC实现恒温箱温度的智能控制，两种控制方式各有优势。
本课题要求设计一种智能恒温控制系统，选择合适的控制方式实现温度的智能控制，具体任务如下：1、收集有关恒温箱的文献资料，了解恒温箱的工作原理、工艺要求等，重点学习掌握恒温箱温度控制系统的构成、运行参数、控制特点等，选择合适的控制方式，制定恒温箱电热温度控制系统的控制方案。
2、建立恒温箱电热温度控制系统的数学模型，应用仿真软件进行仿真，选择调节器参数，分析系统稳态和动态控制性能指标。
3、完成恒温箱电热温度控制系统的硬件电路设计和相关控制软件程序的编写，绘制系统原理图，计算元器件参数，选择元器件型号。
4、制作演示模拟样机，进行软硬件联调。
二、毕业设计（论文）的要求与数据1、收集恒温箱温度控制系统的工作原理和控制方法的相关文献资料15篇以上，其中英文文献不少于2篇。
2、恒温箱电热温度控制系统的输入电源为单相220V，电加热额定功率5kW，温度调节范围室温~200℃，温度控制精度在±1℃以内。
3、恒温箱对加热电源电流的传递函数为18.4e ，采用PID调节器或九点1.2s控制器设计恒温箱电热温度控制系统，选择单片机或PLC作为控制器。
温控箱的工作原理
温控箱的工作原理
温控箱，也叫恒温箱，是一种用来控制温度的设备。
它广泛应用于科学研究、医药制造、化学实验等领域。
那么，温控箱是如何工作的呢？下面将为大家介绍其工作原理。
温控箱主要由温度控制器、加热系统、传感器和外箱体构成。
其中，温度控制器是整个设备的核心部件，它通过不断调节加热系统的加热功率来控制箱内温度的波动。
传感器则负责感知箱内温度的变化，并将这些信息反馈给温度控制器。
温度控制器通常由微处理器和PID算法组成。
在设定温度后，温度控制器会读取传感器所探测到的温度值，并将其与设定温度做比较，计算出一个误差值。
PID算法会根据误差值，经过一系列复杂的计算，预测当前和未来的温度变化趋势，并调整加热系统的工作状态，即加热功率的大小和持续时间，最终让温度保持在设定值附近。
加热系统通常由电热管和风扇组成。
电热管会散发热量，这些热量会被风扇吹进外箱体内部的空间中，从而使空气循环并均匀升温。
通过控制电热管的加热功率，可以控制箱内温度的变化。
传感器一般采用热敏电阻或热电偶，用于测量箱内的温度。
热敏电阻是一种基于电阻与温度之间的线性关系测量温度的元件，热电偶则是一种基于电动势和温度之间的非线性关系测量温度的元件。
这些传感器通过采样箱内的温度变化，将数值信号转换成电信号，以便于数字
电路的处理。
至此，我们就了解了温控箱的工作原理。
它通过不断反馈、预测和调整，实现了对箱内温度的精确控制，为各行各业的生产和科研提供了可靠的保障。
恒温箱温度控制系统设计
恒温箱温度控制系统设计恒温箱是一种用于保持恒定温度的设备，广泛应用于实验室、医疗、食品加工等行业。
恒温箱温度控制系统设计是为了保持箱内温度在预定的设定值范围内稳定，确保实验或加工过程的准确性和可靠性。
本文将详细介绍恒温箱温度控制系统设计的关键步骤和技术要点。
一、温度传感器选择和安装：温度传感器是恒温箱温度控制系统的核心部件，常用的传感器有热电偶和热敏电阻。
选择传感器时需要考虑测量范围、精度、响应时间等因素，并在箱内合适的位置进行安装，以确保能够准确测量到箱内温度。
二、温度控制器选择和配置：温度控制器是实现恒温箱温度控制的关键组件，常见的控制器有PID控制器和模糊控制器。
控制器的选择要根据实际需求和系统性能来确定，同时需要根据传感器类型和参数进行配置，确保能够准确控制箱内温度。
三、加热器和散热器安装：恒温箱的温度控制是通过加热器和散热器来实现的，加热器增加箱内温度，散热器降低箱内温度。
加热器和散热器的选择要考虑到箱体的尺寸和散热量，合理配置，并确保安装牢固和散热效果良好。
四、温度控制算法设计：温度控制算法是恒温箱温度控制系统的关键部分，常用的算法有PID算法、模糊控制算法和遗传算法等。
在算法设计过程中需要根据实际需求和系统响应特性进行参数调整，以达到稳定控制和快速响应的效果。
五、温度控制系统的连续监测和调整：温度控制系统需要实时监测箱内温度，并在温度偏离设定值时进行及时调整。
可以通过触摸屏显示温度曲线和设定值，在温度波动较大时进行系统调整，保证温度稳定性。
六、安全性和可靠性设计：综上所述，恒温箱温度控制系统设计应包括温度传感器选择和安装、温度控制器选择和配置、加热器和散热器的安装、温度控制算法设计、温度控制系统的连续监测和调整、以及安全性和可靠性设计。
只有在这些关键步骤和技术要点上做好设计和配置，才能确保恒温箱温度控制系统的稳定性和可靠性，以满足实际需求。
恒温箱控制系统
摘要在日常生活工业生产和实验室中，恒温箱的应用随处可见到。
在生活中我们保存食物用到恒温箱，工业生产中一些生产原料的保存用到恒温箱，实验室里特别是生物的培育实验室，恒温箱的应用更是普遍。
在本设计中，我们针对恒温箱而设计的一个恒温系统，在系统里，通过对恒温箱温度的检测与变送传到单片机，与给定值进行比较，单片机对数据进行处理，根据偏差信号的大小输出驱动PWM输出，通过改变PWM输出的周期和幅值，控制发热丝的功率，从而达到恒温箱内温度控制的目的。
本实验的单片机为51系列，对数据进行采集比较处理与输出，PWM通过单片机的脉冲输出，通过光隔离输入放大电路对发热丝进行加热，直接对箱子温度进行提升，最终达到控制温度的目的。
关键字：单片机8052 CT02红外线温度传感器恒温箱一.系统方框图二.单元模块介绍（一）温度检测部分--CT02/CT20介绍工作电压：8—36VDC测温范围：-40～600℃ （量程分度可用设置键或软件来调节） 在本设计中，设置测温范围为0—100℃。
温度分辨率:0.1℃响应时间：150mS （95%）输出形式：数字输出，不需要使用变换器。
（二）单片机部分介绍80C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM 、8k 片内程序存储器（ROM ）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。
单片机8052 CT02/CT20温度检测 PMW 输出波形控制两位十进制拨码盘 红光LED上限报警绿光LED 下限报警恒温箱内电阻丝加热恒温箱系统 报警电路 蜂鸣器此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。
在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。
掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。
89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。
温箱的温湿度控制系统设计
推出的专用新型智能温湿度传感器 ＳＴ １ Ｈ １ 。该 芯 片
的 主 要 特 点 如 下 …：
单 片机 选用 Ａ Ｍ Ｌ ９系 列 中 的 Ａ ８ Ｓ ２ 主要 特 ＴＥ ８ Ｔ９５， 点 是 ： Ｍ Ｓ ５ 单 片 机 系 列 在 硬 件 结 构 和指 令 系 统 与 Ｃ一１ 方 面 完 全 兼 容 ；片 内含 有 ８ ｋ字 节 的 Ｆ Ａ Ｈ存 储 器 ； ＬＳ
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ３ ． Ｐ ７ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — １ ８ ２ ０ ） ２ ０ ５ — ０ ０３ ８ Ｘ（ ０ ７ １ — １ ７ ３
０ 引 言
温 箱 在 工农 业 中应 用 广 泛 ，可 以 用 来 培 养 动植 物 。 温 箱 的 温 度 和 湿 度 是 非 常 重 要 的物 理 参 数 ，它 们 的 检测 和 控 制 对 提 高 动 植 物 的成 活 率 、加 快 生 长
收 稿 日期 ： ２ ０ — ３ ２ ０７ ０－ ３
１ ）集 温 湿度 传 感 器 、信 号放 大 和调 理 、Ａ Ｄ转 ／
换 与 ＩＣ总 线 接 口于一 个 芯 片 上 ； ２
２ 可对 相 对 湿 度 及 温度 值 输 出完 成 全 校 准 ； ） ３ 带有工业标准 Ｉ ） 线数 字 输 出接 口 ； ｃ总
和 ＣＫ 连 即 可 。 Ｌ相
２ 系统硬 件 电 路 设 计
硬 件 电路 的设 计 主要 包 括 单 片 机 与 外 围 器 件 的 选 择 以及 相 应 电路 的设 计 。 ２ １ 单 片机 的选 择 ．
２３ 温 湿 度检 测 电 路 设 计 ．
对 温度 和 湿 度 的检 测 采 用 瑞 士 Ｓ ｎ ｉ ｉ ｎ公 司 ｅ ｓｒ ｏ
基于单片机的恒温箱温度控制系统毕业论文带pid控制
第1章绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID,程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益。
本文采用单片机STC89C52设计了温度实时测量及控制系统。
单片机STC89C52能够根据温度传感器DS18B20所采集的温度在LCD1602液晶屏上实时显示，通过PID控制从而把温度控制在设定的范围之内。
通过本次课程实践，我们更加的明确了单片机的广泛用途和使用方法，以及其工作的原理。
1.2国内外发展状况温度控制采用单片机设计的全数字仪表，是常规仪表的升级产品。
温度控制的发展引入单片机之后，有可能降低对某些硬件电路的要求，但这绝不是说可以忽略测试电路本身的重要性，尤其是直接获取被测信号的传感器部分，仍应给予充分的重视，有时提高整台仪器的性能的关键仍然在于测试电路，尤其是传感器的改进。
现在传感器也正在受着微电子技术的影响，不断发展变化。
恒温系统的传递函数事先难以精确获得，因而很难判断哪一种控制方法能够满足系统对控制品质的要求。
但从对控制方法的分析来看，PID控制方法最适合本例采用。
另一方面，由于可以采用单片机实现控制过程，无论采用上述哪一种控制方法都不会增加系统硬件成本，而只需对软件作相应改变即可实现不同的控制方案。
因此本系统可以采用PID的控制方式，以最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
现在国内外一般采用经典的温度控制系统。
采用模拟温度传感器对加热杯的温度进行采样,通过放大电路变换为 0～5V 的电压信号,经过A/D 转换,保存在采样值单元;利用键盘输入设定温度,经温度标度转换转化成二进制数,保存在片内设定值单元;然后调显示子程序,多次显示设定温度和采样温度,再把采样值与设定值进行 PID 运算得出控制量,用其去调节可控硅触发端的通断,实现对电阻丝加热时间的控制, 以此来调节温度使其基本保持恒定。
恒温箱的工作原理
恒温箱的工作原理
恒温箱是一种用于控制温度稳定在特定范围内的设备。
它通常由外壳、温度控制系统、加热系统和冷却系统等组成。
恒温箱的工作原理是利用加热系统和冷却系统之间的协同作用，通过控制加热和冷却系统的输出功率来维持箱内温度在设定的恒定温度范围内。
首先，当恒温箱需要升温时，温度控制系统会检测箱内温度低于设定温度，然后信号传输给加热系统。
加热系统会启动加热元件，通过加热元件散发热量，使箱内温度逐渐升高。
当箱内温度接近设定温度时，温度控制系统会逐渐减小加热系统的输出功率，以避免温度过高。
一旦箱内温度达到设定温度，加热系统将保持输出功率以维持恒温状态。
然而，如果箱内温度超过了设定温度，温度控制系统会发送信号给冷却系统。
冷却系统会启动冷却装置，通过吸热的方式降低箱内温度。
当箱内温度下降至设定温度时，冷却系统会逐渐减小冷却装置的输出功率，直至恒温箱重新达到恒温状态。
通过不断地调节加热和冷却系统的输出功率，恒温箱可以在设定的温度范围内保持稳定的温度。
这种工作原理使得恒温箱可以广泛应用于科研实验、医药制造、食品加工等领域，可以提供温度稳定环境来满足实验和生产的需求。
基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计
基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计课程设计题目：单片机恒温箱温度控制系统的设计本课程设计要求：本温度控制系统为以单片机为核心，实现了对温度实时监测和控制，实现了控制的智能化。
设计恒温箱温度控制系统，配有温度传感器，采用DS18B20数字温度传感器，无需数模拟∕数字转换，可直接与单片机进行数字传输，采用了PID控制技术，能够使温度保持在要求的一个恒定范围内，配有键盘，用于输入设定温度；配有数码管LED用来显示温度。
技术参数和设计任务：1、利用单片机AT89C2051实现对温度的控制，实现保持恒温箱在最高温度为110℃。
2、可预置恒温箱温度，烘干过程恒温控制，温度控制误差小于±2℃。
3、预置时显示设定温度，恒温时显示实时温度，采用PID控制算法显示精确到0.1℃。
4、温度超出预置温度±5℃时发出声音报警。
5、对升、降温过程没有线性要求。
6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器，无需数模拟∕数字转换，可直接与单片机进行数字传输7、人机对话部分由键盘、显示和报警三部分组成，实现对温度的显示、报警。
一、本课程设计系统概述1、系统原理选用AT89C2051单片机为中央处理器，经过温度传感器DS18B20对恒温箱进行温度采集，将采集到的信号传送给单片机，在由单片机对数据进行处理控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动恒温箱的加热或制冷。
2、系统总结构图总体设计应该是全面考虑系统的总体目标，进行硬件初步选型，然后确定一个系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。
总体方案经过重复推敲，确定了以美国Atmel公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统的核心，并选择低功耗和低成本的存储器、数码显示器等元件，总体方案如下图：图1系统总体框图二、硬件各单元设计1、单片机最小系统电路单片机选用Atmel公司的单片机芯片AT89C2051 ,完全能够满足本系统中要求的采集、控制和数据处理的需要。
电热恒温箱原理
电热恒温箱原理
电热恒温箱通过电热器和温度控制系统实现恒温的功能。
其工作原理可以简单分为三个步骤：加热、测温和控温。
首先，通过电热器对箱体进行加热。
电热器通常使用发热丝或发热管作为热源，这些热源通过电能转换成热能。
电热器工作时会产生热量，并将热量传递给箱体内部空气，使箱内的温度升高。
其次，通过测温装置对箱内温度进行监测。
测温装置通常采用温度传感器，如热电偶或热敏电阻。
这些传感器能够感知环境温度变化，并将温度信号传递给控温系统。
最后，控温系统根据测温装置获得的温度信号，判断当前温度与设定温度之间的差异，并调整电热器的加热功率来实现温度的恒定。
当温度过低时，控温系统会增加电热器的加热功率；当温度过高时，控温系统会减少电热器的加热功率。
通过这种负反馈的控制方式，电热恒温箱能够保持箱内恒定的温度。
总结来说，电热恒温箱的工作原理是通过电热器加热箱体，测温装置监测温度变化，并通过控温系统调节加热功率，实现箱内恒定的温度。
基于单片机的恒温箱控制系统设计
基于单片机的恒温箱控制系统设计恒温箱是一种用于保持特定温度的设备，广泛应用于实验室、医疗、食品加工等领域。
为了实现对恒温箱的精确控制，我们可以利用单片机来设计一个智能的恒温箱控制系统。
我们需要选择合适的单片机作为控制核心。
常见的单片机有51系列、AVR系列、STM32系列等，我们可以根据实际需求选择合适的型号。
接下来，我们可以通过编程来实现对恒温箱的控制。
在编程之前，我们需要设计一个合适的硬件电路。
一个基本的恒温箱控制系统包括温度传感器、加热器、风扇、显示屏等组件。
温度传感器用于实时监测箱内温度，加热器和风扇用于调节箱内温度，显示屏用于显示当前温度和设定温度。
在编程方面，我们可以利用单片机的IO口和模拟输入输出功能来实现对各个组件的控制。
首先，我们需要通过温度传感器获取到当前的温度值。
然后，我们可以根据设定的温度范围来判断是否需要调节加热器或风扇。
如果当前温度低于设定温度，则启动加热器；如果当前温度高于设定温度，则启动风扇。
通过不断监测和调节，我们可以实现对恒温箱内温度的精确控制。
除了基本的温度控制功能，我们还可以加入一些其他的功能，以提升系统的智能化程度。
例如，我们可以设置定时开关机功能，实现按照设定的时间自动启动和关闭恒温箱。
我们还可以设计一个温度曲线显示功能，实时显示恒温箱内温度的变化趋势。
此外，我们还可以通过串口通信将实时温度数据传输到计算机上，方便用户进行数据分析和记录。
在系统设计过程中，我们需要考虑到安全性和稳定性。
首先，我们需要加入过温保护功能，当温度超过设定的安全范围时，系统会自动关闭加热器并发出警报。
其次，我们需要合理设计硬件电路，确保电路的稳定性和可靠性。
此外，我们还需要进行充分的测试和调试，确保系统工作正常并能够稳定运行。
基于单片机的恒温箱控制系统设计可以实现对恒温箱内温度的精确控制。
通过合理的硬件设计和编程，我们可以实现恒温箱的智能化控制，提升系统的功能和性能。
这不仅可以满足实验室、医疗、食品加工等领域对恒温箱的需求，还可以为科研人员提供一个稳定、可靠的实验环境。
恒温箱工作原理
恒温箱工作原理
恒温箱的工作原理是控制箱内的温度始终保持在设定的恒定温度上。
恒温箱主要由箱体、加热装置、制冷装置和温度控制系统组成。
加热装置和制冷装置各自可以独立工作，根据需要进行加热或制冷操作。
在加热装置工作时，电热丝或电热板通过电能将电能转化为热能，散发到箱体内部，从而提升箱内的温度。
在制冷装置工作时，制冷剂通过蒸发和冷凝循环，从而吸收箱内的热量并迅速降低箱内的温度。
制冷剂在蒸发器中蒸发时，吸收箱内的热量，变成气态；然后通过压缩机压缩，使制冷剂的压力和温度提高；接着在冷凝器中，制冷剂通过冷却器散热，使制冷剂的温度降低，变成液态。
循环往复完成制冷过程。
温度控制系统是恒温箱的关键部分，它通过传感器实时测量箱内的温度，并将测量结果与设定的恒温温度进行比较。
如果箱内温度低于设定的恒温温度，控制系统会发送信号给加热装置，启动加热操作。
如果箱内温度高于设定的恒温温度，控制系统会发送信号给制冷装置，启动制冷操作。
通过不断调节加热和制冷装置的工作状态，温度控制系统能够将箱内的温度保持在设定的恒定温度上。
简述恒温箱的工作原理及应用
简述恒温箱的工作原理及应用恒温箱简介恒温箱是一种用于控制温度和保持恒温的设备。
它主要由控制系统、加热装置、冷却装置和温度传感器等组成。
恒温箱通过调节加热和冷却装置工作，使内部温度保持在设定的目标温度范围内。
恒温箱工作原理恒温箱的工作原理是基于热力学定律和温度控制技术。
其主要原理如下： 1. 温度感应：恒温箱内部配有温度传感器，用于感应箱体内部的温度变化。
2. 控制系统：控制系统接收温度传感器的信号，并与设定的目标温度进行比较，然后根据差异控制加热装置或冷却装置的工作。
3. 加热装置：当内部温度低于设定目标温度时，控制系统会启动加热装置，增加箱体内部温度。
4. 冷却装置：当内部温度高于设定目标温度时，控制系统会启动冷却装置，降低箱体内部温度。
5. 维持恒温：通过循环运行加热装置和冷却装置，控制系统能够维持恒温箱内部温度在设定目标温度范围内。
恒温箱的应用领域恒温箱具有广泛的应用领域，下面列举了几个常见的应用领域： - 实验室：在科学研究和实验室中，恒温箱常用于控制、保持和模拟特定的温度环境，以满足实验的需求。
- 医疗保健：医疗行业中，恒温箱用于存储和保持药品、疫苗和血液制品等的恒温状态，以确保其有效性和安全性。
- 食品工业：食品加工过程中，恒温箱可用于控制食品的发酵、融化、保温等工艺，以提高产品品质。
- 生物技术：在生物技术领域中，恒温箱常用于培养菌种、细胞培养以及DNA扩增反应等实验操作。
- 农业科学：在农业科学中，恒温箱可用于模拟不同的气候环境，以研究植物生长、病虫害防控等问题。
恒温箱在各个领域的应用都有助于提高工作效率和产品质量，并且能够为科学研究和工艺控制提供可靠的温度环境。
总结恒温箱是一种基于温度控制技术的设备，它通过加热和冷却装置的工作，以及温度传感器的反馈信号，来控制箱体内部的温度。
恒温箱被广泛应用于实验室、医疗保健、食品工业、生物技术和农业科学等领域。
它不仅能提高工作效率和产品质量，还能为科学研究和工艺控制提供稳定与可靠的温度环境。
恒温箱的工作原理
恒温箱的工作原理
恒温箱是一种可以保持固定温度的设备，其工作原理包括以下几个方面：
1. 温度控制系统：恒温箱具备一个温度控制系统，通过传感器来感知箱内温度，并按照设定的温度值进行控制。
2. 加热装置：恒温箱内通常设置有加热装置，例如电热丝或peltier元件。
当箱内温度低于设定温度时，加热装置会被激活，产生热量将温度提升至设定值。
3. 冷却装置：恒温箱内还通常设置有冷却装置，例如制冷剂或peltier元件。
当箱内温度高于设定温度时，冷却装置会被激活，将温度降低至设定值。
4. 绝缘与密封：为了保持箱内温度的稳定性，恒温箱通常采用绝缘材料和密封结构，避免温度的外泄或干扰。
5. 循环风系统：恒温箱中还会配备循环风系统，以确保箱内温度的均匀分布。
循环风可以将箱内空气均匀地循环，避免温度差异较大的区域。
综上所述，恒温箱通过温度控制系统、加热和冷却装置、绝缘和密封以及循环风系统等组成部分，实现对箱内温度的精确控制和稳定维持。
基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计
课程设计题目：单片机恒温箱温度控制系统的设计本课程设计要求：本温度控制系统为以单片机为核心，实现了对温度实时监测和控制，实现了控制的智能化。
设计恒温箱温度控制系统，配有温度传感器，采用DS18B20数字温度传感器，无需数模拟∕数字转换，可直接与单片机进行数字传输，采用了PID控制技术，可以使温度保持在要求的一个恒定范围内，配有键盘，用于输入设定温度；配有数码管LED用来显示温度。
技术参数和设计任务：1、利用单片机AT89C2051实现对温度的控制，实现保持恒温箱在最高温度为110℃。
2、可预置恒温箱温度，烘干过程恒温控制，温度控制误差小于±2℃。
3、预置时显示设定温度，恒温时显示实时温度，采用PID控制算法显示精确到0.1℃。
4、温度超出预置温度±5℃时发出声音报警。
5、对升、降温过程没有线性要求。
6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器，无需数模拟∕数字转换，可直接与单片机进行数字传输7、人机对话部分由键盘、显示和报警三部分组成，实现对温度的显示、报警。
一、本课程设计系统概述1、系统原理选用AT89C2051单片机为中央处理器，通过温度传感器DS18B20对恒温箱进行温度采集，将采集到的信号传送给单片机，在由单片机对数据进行处理控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动恒温箱的加热或制冷。
2、系统总结构图总体设计应该是全面考虑系统的总体目标，进行硬件初步选型，然后确定一个系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。
总体方案经过反复推敲，确定了以美国Atmel公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统的核心，并选择低功耗和低成本的存储器、数码显示器等元件，总体方案如下图：图1系统总体框图二、硬件各单元设计1、单片机最小系统电路单片机选用Atmel公司的单片机芯片AT89C2051 ,完全可以满足本系统中要求的采集、控制和数据处理的需要。
单片机的选择在整个系统设计中至关重要，该单片机与MCS-51系列单片机高度兼容、低功耗、可以在接近零频率下工作等诸多优点，而广泛应用于各类计算机系统、工业控制、消费类产品中。
恒温箱温度控制系统
恒温箱温度控制系统
（一）原理图：
（二）原理分析：如图Ａ所示是一个用电阻丝加热的恒温箱温度控制系统。
控制变压器活动触点的位置改变了输入电压，则通过电阻丝的电流将产生变化，使恒温箱得到不同的温度。
所以，控制活动触点的位置可以达到控制温度的目的。
这里的被控变量是恒温箱的温度，经热电偶测量并与设定值比较后，其偏差经过放大器放大，控制电动机的转向，然后经过传动装置，移动变压器的活动触点位置。
结果使偏差减少，直到温度达设定值为止，系统的框图如图Ｂ所示。
（三）各环节组成及作用：
被控对象：恒温箱
被控制量：恒温箱里的温度
检测元件：热电偶，检测恒温箱内的温度值
比较元件和控制元件：放大器，把检测元件检测出来的温度值与设定值进
行比较并放大，如果发现有偏差，马上经过已经规
定好的比例、微分、积分等算法进行计算，把计算
的结果输出给下一个环节
执行元件：电动机，接收控制器的控制信号，改变电动机的工作频率，继
而来调节恒温箱内的温度
（四）系统框图：。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录1．总体方案的确定 (4)2．硬件电路设计 (4)2.1给定信号采样---A/D转换电路 (4)2.28031存储器扩展电路设计 (5)2.3数码管显示电路 (6)2.4温度采集与控制电路 (7)3．软件设计 (9)3.1主程序流程图 (9)3.2子程序流程图： (10)4、系统调试： (10)5、心得与体会 (11)参考文献： (11)附录 (12)附录A：程序代码 (12)附录B：元件清单 (15)附录C:整体电路图 (16)2.1给定信号采样---A/D转换电路器件的选择：A/D转换器主要有双积分型A/D转换器、逐次逼近比较型A/D转换器、-∑∆型转换器、并行性转换器，目前应用较广的是双积分型A/D转换器和逐次逼近比较型A/D转换器，其中双积分型转速速度慢，广泛用于数字仪表中，-∑∆型转换器、并行性转换器具有很多优点但是价格相对比较高，逐次逼近比较型A/D 转换器的转换速度、精度及价格都比较高，综合考虑，我们在设计过程中选择逐次逼近型A/D转换器ADC0809来实现将模拟信号转换成数字信号。
电路工作原理：按照系统要求，该A/D转换器需完成2路数据采集，分别是电位器的电压和可以反映实际温度的热敏电阻的电压值。
将采集转换后的结果存放在单片机存储器中。
原理图如下：由于8031单片机的P0口总线负载能力有限，将P0口接入74LS245总线驱动器，增大P0口驱动能力。
ADC0809通道0选通地址为CFA0H，通道1的选通地址为CFA1H2.28031存储器扩展电路设计本设计采用片内无ROM的8031单片机，使用1片典型EPROM芯片2732进行程序存储器扩展。
扩展后存储空间为4KB。
采用常用的三态门锁存器74ls373实现P0口的数据线与地址线的分时复用。
扩展后有效地址范围为4000H～4FFFH。
扩展接口原理图如下：2.3数码管显示电路器件的选择：本设计中我们采用功能强大的可编程设置型显示器8279来对控制温度和实际温度进行显示。
显示可以是白炽灯，也可以是8段数码管，设计要求显示数值，因此我们采用结构简单、价格便宜的8段数码管。
8279显示功能介绍：8279内部有16X8的显示RAM,通过显示寄存器和两个四位端口0UT A0-3,0UT BO-3来刷新显示, 显示器可以是白炽灯,也可以是8段数码管,显示RAM可以是16X8的形式,也可以构成两个16x4 的RAM形式,显示RAM可由CPU进行读写,被读写的RAM字节地址由显示地址寄存器指示. 显示地址寄存器保存当前CPU读或写的那个RAM地址,以及正显示着的那两个4位半字节的地址, 读写地址由CPU 命令编程,也可置为每次读写后地址自动加1的工作方式,在设置了正确的工作方式后,显示RAM可直接由CPU读出,半字节A和半字节B地址自动由8279更新,以适应由CPU送入的数据,A和B半字节可独立送入,也可作为一个字送入,随CPU 所设置的工作方式而定。
电路工作原理：AD转换器将转换结果由十六进制转换为十进制后分别存储在54H,55H,56H,57H,58H,59H.中。
8279连接一个74ls38译码器，经过译码再接6个8段数码管分别显示每个存储单元的内容。
原理图如下：8279的选通地址为CFE8H2.4温度采集与控制电路温度采集电路说明：本模块中温度信号的采集采用热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。
经运放LM358转换为A/D模块可以处理的电压信号。
室温(25℃)时，R11的阻值为10K。
当温度上升到140℃时，阻值降为几欧。
我们假设在此范围内，阻值随温度的变化是线性的。
第一级CA358将电压信号放大，第二级CA358为电压跟随器。
在实验中,我们假设温度从0℃变化到100℃，TEMP_OUT的输出从5V变化到0V,那么在室温(25℃)条件下,TEMP_OUT的输出近似为3.75V。
因此每次实验前，必须调整10K电位器，使当前输出电压值与温度相匹配。
模拟温箱加热控制电路说明：对温度的控制是通过双向可控硅BT137控制加热电阻R12的加热时间来实现的。
TLP521为直流光电隔离，1、2脚为输入端，3脚为输出端。
MC3021为交流光电隔离，1、2脚为输入，4、6脚为输出。
J3为220V交流电接口。
IN_SYNC 为电源端同步信号，OUT_SYNC为负载端同步信号。
IN_SYNC、OUT_SYNC 主要用于控制可控硅的导通角。
铁壳上的POWER指示灯对应于图中D1，LOAD 指示灯对应于图中D2，模块上HEAT指示灯对应于图中D4。
模块上的HEATER、TEMP_OUT、P_SYNC、L_SYNC插孔分别对应于图中的HEAT、TEMP_OUT、IN_SYNC、OUT_SYNC引脚。
具体电路图如下：控制原理：热敏电阻的阻值随温度的变化而降低，其电压值也相应的降低，该电压值经LM358放大为AD能转换的电压信号，通过TEMP_OUT引脚被AD转换电路采集并转换，并与控制温度相比较，由单片机按比较结果发出命令反馈到HEAT 引脚，若为高，则不加热，若为低，则加热。
3．软件设计3.1主程序流程图3.2子程序流程图：AD转换8279显示程序4、系统调试：首先我们在计算机上利用C51对软件进行了编译调试，运行成功后，与连接好的硬件电路结合，利用万用表、示波器等仪器对电路各功能模块进行了检测，最终达到了我们所希望得到的功能。
在调试过程中也出现了一些问题，记录如下：1、数码管显示的数据始终不变，后来发现是由于将AD转换器的入口地址写错了，虽然软件单独运行没有错，但是在硬件电路上不能正常使用。
2、数码管能够正常控制的温度值，但是将电位器从右至左调节，温控模块上HEART登始终不亮，而理论上当电位器调节到一定值时，此灯应该由不亮变为亮，显示温箱开始加热。
经检查，主程序在最后对控制温度和实际温度进行比较的过程中对两种情况采取了相同的行动，使得系统不能达到应有的要求，通过对程序的修改，解决了这个问题。
最终该系统能较好的通过调节电位器对温箱温度进行控制，并且能实现实际温度与控制温度的数码显示。
5、心得与体会经过2个星期的学习与实践，在组员的共同努力下，我们顺利完成了温箱温度控制系统的设计与制作。
综合2个星期以来的经历，我总结了以下几点收获：1、首先是对所学知识得到了进一步的巩固，对A/D转换器进行多路转换、8031各引脚功能及如何扩展外部芯片时三总线的连接等知识更加熟悉了。
2、经过各种途径的查资料，了解了很多没学过的新知识，比如8279可编程设置型显示器的用法、温度采集模块的应用。
这些都是我们在生活中应用很多的器件，而在课堂上不一定会学到，我们在平时学习生活中应该多查找相关资料，以此来充实自己。
3、设计过程中我也参与了编程，虽然中间都没能一次成功，但是经过调试修改，最后还是实现了要求的功能，这让我对编程的兴趣又增加了不少，但是也发现了自己很多的不足，对流程图的编写不够熟练应此也不能很清晰的编写程序，容易出现一些逻辑上的错误。
这让我又一次意识到多实践的重要性，电气专业的我们，更加需要多多动手操作。
4、每次实验报告都少不了画图，大一用手画，大二用vision画，也开始学着用protel画，但是不熟练，现在大三了，画图工具更多了，不过经过这次的画图，还是觉得不管是哪种画图工具，都需要多联系，熟练了就好了。
现在能够比较熟练的运用protel画图了，希望以后能用得上。
5、2个星期的课程设计，我们组同学都发挥了很强的团队精神，大一一起合作，很快的完成了老师要求的任务，同时大家也都积极集思广益，想要对系统进行扩展，比如用步进电机的正转和反转来模拟温控模块的升温和降温、用c语言代替汇编语言进行软件设计、将转换结果进行线性换算为温度值，给系统加入控制算法、增加反馈回路等。
这些创新的思想都让我们充满了活力，对所做的事更加有兴趣。
虽然由于时间的限制以及器材的有限，我们现在还不能一一实现，但是我觉得有了这些创新的思想，我们会做的更好。
6、2个星期以来，也总是能够看到江老师在教室或是实验室督促我们，真的是很负责任的老师，这也让我们更加觉得应该付出更多的努力去对待这次的课程设计。
虽然课设已经结束了，但是我们要学的还有很多，在以后的学习生活中。
我一定要多多锻炼自己的动手能力，不断学习知识来武装自己。
参考文献：[1] 楼然苗、李光飞.单片机课程设计指导.北京:航空航天大学出版社.2005[2] 胡寿松.自动控制原理.北京：科学出版社.2003[3] 康华光.电子技术基础.北京：高等教育出版社[4] 王兆安，黄俊.电力电子技术.西安交通大学.北京：机械工业出版社.2000[5] 秦实宏，徐春辉.MCS-51系列单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社[6] 李群芳，肖看.单片机原理、接口及应用.北京：清华大学出版社[7] 方建军.光机电一体化系统接口技术.化工工业出版社附录附录A：程序代码CSEG A T 0000HLJMP STARTCSEG A T 4100HSTART: MOV DPTR,#0CFA0H ;启动通道0MOVX @DPTR,AMOV R0,#0FFHLOOP1: DJNZ R0,LOOP1 ;延时，等待转换完毕MOVX A,@DPTRMOV 75H,AMOV DPTR,#0CFA1H ;启动通道1MOVX @DPTR,AMOV R0,#0FFHLOOP2: DJNZ R0,LOOP2 ;延时，等待转换完毕MOVX A,@DPTRMOV 74H,AMOV R3,75HLCALL ZHUAMOV R1,76HDISP: MOV A,R1 ;从R1中取计算结果SW AP A ;分离高四位和低四位ANL A,#0FH ;并依次存放在50H到51H中MOV 50H,AMOV A,R1ANL A,#0FHMOV 51H,AMOV R3,74HLCALL ZHUAMOV R2,76HDISP2: MOV A,R2 ;从R2中取转换结果SW AP A ;分离高四位和低四位ANL A,#0FH ;并依次存放在52H到53H中MOV 52H,A ;52H,53H在中分别存放的是实际温度值的MOV A,R2 ;十六进制的高位和低位ANL A,#0FHMOV 53H,AXIANSHI:MOV R4,50HMOV R5,51HLCALL ZHUANMOV 54H,R4MOV 55H,R5MOV 56H,R6MOV R4,52HMOV R5,53HLCALL ZHUANMOV 57H,R4MOV 58H,R5MOV 59H,R6MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令字MOV A,#90HMOVX @DPTR,AMOV R0,#54H ;存放转换结果地址初值送R0MOV R1,#06HMOV DPTR,#0CFE8H ;8279数据口地址DL0: MOV A,@R0ACALL TABLE ;转换为显码MOVX @DPTR,A ;送显码输出INC R0DJNZ R1,DL0SJMP DEL1 ;延时一段时间使显示更稳定TABLE: INC AMOVC A,@A+PCRETDB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HDEL1: MOV R0,#255DEL2: MOV R1,#255DEL3: DJNZ R1,DEL3DJNZ R0,DEL2BIJIAO: MOV A,50HCJNE A,52H,AAMOV A,51HCJNE A,53H,AASJMP BBAA: JNC CCBB: SETB P1.1SJMP DDCC: CLR P1.1DD: LJMP START ;返回主程序ZHUA: MOV A,R3 ;R3中装着带计算的数据MOV B,#51 ;用了60H,61H,62H,63H,R3,R7DIV ABMOV 7AH,A ;个位数放入60HMOV A,BCLR F0SUBB A,#1AHMOV F0,CMOV A,#10MUL ABMOV B,#51DIV ABJB F0,LOPP1ADD A,#5LOPP1: MOV 79H,A ;小数后第一位放入61HMOV A,79HMOV B,#02MUL ABMOV 78H,AMOV A,7AHMOV B,#20MUL ABMOV R7,78HADD A,R7MOV 77H,A ;63H中存放的是乘除法的计算结果MOV A,#100MOV R7,77HSUBB A,R7MOV 76H,ARETZHUAN: CLR A ;用了R4，R5，R6CJNE R4,#00H,LOP1 ;R4为十六进制中高位，R5为十六进制中低位SJMP LOP2 ;R4,R5,R6为十进制的百位，十位，个位LOP1: ADD A,#10HDJNZ R4,LOP1LOP2: ADD A,R5MOV B,#64HDIV ABMOV R4,A ;存放百位MOV A,BMOV B,#0AHDIV ABMOV R5,A ;存放十位MOV R6,B ;存放个RETEND附录B：元件清单附录C:整体电路图。