恒温箱设计

西南科技大学信息工程学院自动化系《计算机控制系统》课程课外设计

设计题目：恒温箱温度计算机控制系统设计

学院名称：信息工程学院

专业班级：

学生姓名：

学生学号：

指导教师：聂诗良

二〇一六年十二月

恒温箱温度计算机控制系统设计

摘要：本设计的温度测量及加热控制系统以AT89S52单片机为核心部件，外加温度采集电路、按键及显示电路、加热控制电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20，及按键控制温度和动态显示的方式，以容易控制的继电器作加热控制的开关器件。本作品既可以对当前温度进行实时显示又可以对温度进行控制，以使达到用户需要的温度，并使其恒定在这一温度。

关键词：单片机；恒温控制；DS18B20

The design of incubator tem

perature

computer control system

Abstract: The design of the temperature measurement and heati ng control systems to AT89S52 microcontroller core component, plus the temperature acquisition circuit, keyboard and displ ay circuit, heating circutal temperature sensor DS18B20, and the determinant of the keyboard and dynamic display in order to easily control the solid-state relays for heating contro l of the switching device. This works both on the current temperature in real-time display of temperature can be contro lled in order to enable users to reach the required tempera ture, and make it constant at this temperature.

Key words: microcontroller; temperature control; DS18B20

《计算机控制系统》课程课外设计制作大作业内容及考核要求

1. 课题名称：恒温箱温度计算机控制系统设计

2. 自制恒温箱要求

如图1所示，恒温箱采用木箱或纸箱（外形尺寸不大于30cm×30cm×30cm），内置白炽灯泡（功率不大于100W）用于加热。或自选制冷板制冷。

交作品时，恒温箱外面贴上标签，标签上注明：课题名称，学生姓名，专业班级，学号，指导教师姓名，学院名称。

木箱或纸箱

白炽灯泡≤100W

30cm

30cm

图1 自制恒温箱要求

3.控制系统功能与技术指标要求

（1）温度采集传感器采用热电阻或热电偶，或一体化数字温度传感器DS18B20。

（2）控制灯泡亮度或发热量，采用继电器开关控制或用可控硅平滑控制。

（3）采用单片机或PLC作为控制器。

（4）采用LED或LCD或PC机的液晶显示器作为显示器，同时显示给定温度和实际温度。

（5）采用自制按键或PC机的键盘作为温度给定值输入。

（6）恒温箱实际温度达到给定值时（误差要求±1℃）需声光提示，声音时延5秒后停止。（7）恒温箱最高温度≤60℃。

（8）系统操作流程是：

1）确认系统各硬件连线就绪，无安全隐患；

2）系统上电；

3）设置温度给定值后，启动系统工作，系统进入温度自动控制工作状态。

4）系统工作完毕后，若不需系统工作，则可关闭系统电源，查看并确保系统无安全隐患后可离开。

4.考核要求

（1）本课题验收答辩时间地点：第12周验收答辩（具体时间地点待定）。

（2）答辩资格需同时满足以下2个要求：

1）系统硬件和软件联调成功，可实现温度自动控制，提交系统实物（答辩后自己保管）。

2）提交设计报告（设计报告须独立完成，若发现两个报告有拷贝或抄袭的，将同时取消两个学生的考核成绩）。

（3）设计报告规范及要目

1）封面（含课题名称，学院名称，学生姓名，专业班级，学号，任课教师）2）本课题设计制作要求

3）系统方案设计（或设计思想），含系统总体结构框图

4）硬件设计，含硬件选型和系统硬件电路原理详图或实际连线详图

5）软件设计，含软件功能设计、软件流程设计和单元程序清单

6）调试记录及结论，含硬件及软件单元调试和系统调试记录

7）心得体会（据个人实情独立撰写，发现抄袭拷贝者课程成绩计0分）

8）附件（含程序清单）

9）参考文献。

5.备注

1）若采用可控硅平滑控制灯泡发热量方案且答辩思路清楚，设计报告规范，本次作业成绩可在90分以上；采用继电器开关控制灯泡的成绩一般不超过90分；若采用其

他方案有创意设计的，经考核老师确认，成绩也可在90分以上。

2）同学可自选题目，经过老师同意后，可代替本题目完成课外设计制作。

3）购买器件费用大致50元左右，原则上自理。若确有经费困难，可报告老师协助解决。

特别注意用电安全！小心用电！

1 系统方案设计

系统整体框图如下图：

图1.系统原理总框图

上面的系统总体框图中，该系统中微控制器采用AT89C52单片机最小系统，温度显示采用LED显示模块、声光报警器模块、DS18B20温度采集模块、按键输入设定温度模块、继电器驱动模块。

2 硬件设计

2.1温度检测电路

本设计采用数字输出温度传感器DS18B20，该器件具有超小的体积、超低的硬件开销、抗干扰能力强，精度高，功耗低的特点，可直接输出9-12位的数字信号，通过单总线接口传输给单片机进行信号处理，最高12位分辨率时在-55℃~ 125℃温度范围内精确度可达到±0.5摄氏度，温度检测电路如图2所示。