一种恒温箱温度控制系统的设计与实现_邬琦[1]

］ ［ ２ １ －
价值 。
１ 系统的基本原理及组成
１ ． １ 恒温箱系统的基本原理 恒温箱温度控制系统的核心是单片机 ， 而单片机所处理 的 是数字信号 ， 所以在选择温度传感器时 ， 本文直接选用数字 温 ／ 度传感器 ， 省去模数 （ Ａ Ｄ） 转换 ， 使采集温 度 更 准 确 ， 更 接
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（ ） 文章编号 ： ４ ５ ９ ２ ４ ５ ０ ４ １ ８ ２ ０ １ ４ ０ ８ ５ ７ ３ ． ５ １ ６ ７ Ｔ Ｐ ２ － － － 中图分类号 ：
一种恒温箱温度控制系统的设计与实现
３ 邬 琦１， 杨江涛２，
（ 中北大学 计算机与控制工程学院 ， 太原 ０ 中北大学 电子测试技术国家重点实验室 ， 太原 ０ １． ３ ０ ０ ５ １； ２． ３ ０ ０ ５ １； ） 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室 ， 太原 ０ ３． ０ ５ １ ３ ０
控制技术
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计算机测量与控制． ２ ０ １ ４． ２ ２（ ８） Ｃ ｏ ｍ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ＆ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｐ
文献标识码 ： Ａ
· ５· ２ ４ ５

］ ４ ３ － 。 在使用 该 恒 温 箱 的 过 程 中 ， 首 先 通 过 键 盘 按 近实际温度 ［
。因 此，本 设 计
键给恒温箱输入温度范围 ， 之后单片机读取温度传感器采集 到 温度值 ， 并且把采集到的实时温度与所设定的温度范围进行 比 较 ， 判断是否启动升降温装置 。 如果当前温度低于温度范围 下 限值时启动升 温 装 置 ， 点 亮 红 色 发 光 二 极 管 模 拟 加 热 升 温 过 程 ； 如果当前温度高于温度范围上限值时启动降温装置 ， 点 亮 绿色发光二极管 ， 模拟冷却降温过程 。 在升降温装置工作过 程 ／ 中 ， 单片机Ｉ Ｏ 口输出低电平 ， 利用三极管驱动光耦合器件工 作 ， 从而驱动继电器闭合 ， 点亮发光二极管 ， 这样做一方 面 可 以利用光耦的电气隔离技术防止现场强电磁干扰或工频电压干 扰通过输出通道影响单片机控制功能 ； 另一方面利用继电器 作 为开关元件保证安 全 。 在 整 个 温 控 过 程 中 通 过 Ｌ Ｃ Ｄ 液晶显示
摘要 ： 设计了一种以单片机 Ｓ ８ ９ Ｃ ５ ２ 为核心的恒温箱温度控制系统 ， 通过简单 的 人 机 交 互 界 面 ， 用 户 可 以 自 由 输 入 所 需 要 的 恒 温 Ｔ Ｃ 箱的温度范围 ； 重点阐述了系统的硬件构成 、 各部分的主要作用及系统软件的设计过程 ， 通过 Ｄ ８ Ｂ ２ ０ 数字温度传感 器 可 以 准 确 地 测 量 Ｓ １ 当 前的实时温度 ， 并将采集的温度值送给单片机进行处理 ； 系统的测温范围设定在 ２ ２～８ ０ ℃ ， 性能测试结果表明 ： 该系统可以实现测温 精度优于 ±０ ０ ５ ℃ 的控制要求 ， 具有 ±０ ０ １ ℃ 的分辨率 ， 并且可以实现多点测温 ， 具有很强的抗干扰性 ； 实际应用表明 ，该系统具有 结 ． ． 构简单 、 控制精度高 、 可靠性好 、 性能稳定及通用性强等优点 ，具有广泛的应用前景 。 关键词 ：Ｓ ８ ９ Ｃ ５ ２；Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 温度传感器 ； 温度控制 ； 恒温箱 Ｔ Ｃ
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０ 引言
近年来 ， 随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境 要 求的提高 ， 国内外对于测温系统的研究越来越深入 ， 恒温箱 被 广泛应用于医疗保健 、 智能家居 、 工农业生产 、 航天科研 等 领 域 。 但随着对测温精度和温度分辨率要求的不断提高 ， 一般 的 恒温箱很难满足实际应用要求 。 随着单片机的飞速发展 ， 并 且 其具有体积小 、 方便灵活 、 性价比高等特点 ， 把单片机应 用 到 温度控制系统中 可 以 起 到 更 好 的 控 温 作 用
采用单片机 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 作 为 主 控 制 器， 通 过 数 字 温 度 传 感 器 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 测得箱 内 温 度 ， 并 将 温 度 信 号 送 入 主 控 制 器 ， 实 现 温度的实时自 动 控 制 。 软 件 程 序 采 用 Ｃ 语 言 编 写 ， 可 灵 活 改 变温度的设定值 。 性能测试结果表明 ： 该系统可以实现测温 精 度优于 ±０ ０ ５ ℃ 的 控 制 要 求 ， 具 有 ±０ ． ０ １ ℃ 的 温 度 分 辨 率， ． 并且可以实现多点测温 ， 具有明显的优越性及一定的应用推 广