恒温箱设计
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。
详谈恒温箱的结构设计构思
详谈恒温箱的结构设计构思
详谈恒温箱的结构设计构思
性能良好的恒温箱需要合理的结构设计与控制电路紧
密配合，以获得高的稳定度。
对恒温箱的结构设计应包括恒温箱箱体设计，箱体密封性设计以及箱内可实现支架往复运动的机械结构设计这三大部分。
其中，箱内的机械结构设计是设计的重点，设计的目的是使恒温箱内的试管支架能够实现来回的往复运动，从而使试验样品充分很难喝均匀。
这需要根据机械预期实现的功能要求，构思出所有可能的功能原理，加以分析比较并根据使用要求或者工艺要求，从中选择出既能很好的满足功能要求，工艺动作又简单的工作原理。
上述步骤称为功能原理设计，它是机械执行系统方案设计的第一步。
实现同一功能要求可以选择许多不同的工作原理，相应的，执行系统的方案就必然不同。
若不考虑换向，只考虑前进和后退的进给过程，可利用以下几种方法：1.用齿轮齿条或链轮链条传动，用倒、顺开关控制电机的正反转；2.用平面凸轮连杆机构也可实现机构的往复运动；3.用对心的偏心轮也可以实现机构的往复运动；4.采用曲柄滑块机构。
在实际设计过程中可以根据经济等影响因素来确定最终方案。
对恒温箱箱体的结构和工艺主要要求是：密封性能要好；保温层导热系数小，以保证导温性能好；加热体有足够的热容量；恒温箱重量≤20kg；温度调节范围为：室温+10℃～
70℃。
只有满足这些要求，才能减小起始加热功率、平衡状态下加热功率、加热时间和箱体内控制温度的波动，从而保证恒温箱良好的性能.。
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物品恒定温度的设备，广泛应用于实验室、医院、工厂等场所。
为了更好地控制恒温箱的温度，我们可以设计一种基于单片机的恒温箱控制系统。
首先，我们需要选择适合的单片机。
常用的单片机有51系列、AVR 系列、STM32系列等。
在选择单片机时，需要考虑其性能、功耗、价格等因素。
在本设计中，我们选择STM32系列的单片机，因为它具有较高的性能和较低的功耗，同时价格也比较合理。
接下来，我们需要设计恒温箱的硬件电路。
恒温箱的硬件电路主要包括温度传感器、加热器、风扇等。
温度传感器可以选择DS18B20等数字温度传感器，它具有高精度、数字输出等优点。
加热器可以选择PTC加热器或电热丝等，它们可以根据需要进行控制。
风扇可以用于调节恒温箱内部的空气流动，以达到更好的温度均匀性。
然后，我们需要编写单片机的程序。
程序的主要功能是读取温度传感器的数据，根据设定的温度范围控制加热器和风扇的工作。
程序可以采用C语言编写，使用Keil或IAR等集成开发环境进行开发。
在编写程序时，需要注意程序的稳定性和可靠性，避免出现死循环、死机等问题。
最后，我们需要进行系统测试和调试。
测试时可以使用温度计等工具对恒温箱的温度进行实时监测，以验证系统的稳定性和准确性。
调试时需要根据测试结果对程序进行优化和调整，以达到更好的控制效果。
综上所述，基于单片机的恒温箱控制系统设计需要选择适合的单片机、设计恒温箱的硬件电路、编写单片机的程序以及进行系统测试和调试。
这种控制系统可以实现对恒温箱温度的精确控制，提高恒温箱的使用效率和稳定性。
保温箱设计
一、课题意义（包括课题的理论意义和现实意义）
1，了解恒温箱在产生活中的作用和意义
2，通过研究恒温箱进一步了解和熟悉，电力电子器件的工作原理与工作条件和控制方式等。
五、主要参考文献目录
[1]黄锦煌单片机恒温箱的温控系统制作[J].电子制作,2010.(8):43-46
[2]黄玉超杜川雷勇.动物饲养恒温箱的设计[J].内江师范学院不报,2010(B07):134-135,137.
[3]《计算机控制技术》
[4]《单片机原理及应用》
注：本表装入学生资料袋。
恒温箱种类多样,但其基本的结构类似,关键有四个部分,即温度测量装置、温度控制模块装置、加热装置、降温装置。
温度测量最简单的是使用温度计，传统的还有热电偶、热电阻、PN结，目前使用最为先进的是可编程的温度传感器。
恒温箱的温度控制系统可分为人工调节和自动调节两种方式，人工调节是通过温度进行测量后手动调节变压器，从而控制产生热量的大小；而自动调节往往通过热电偶传感器进行测量，输出电压值，经放大后加到电机上驱动电机来调节变压器，其优点是结合使用是目前恒温箱温度控制较为先进的一种方式。温控器可以说是恒温箱的心脏。市售产品主要有电子式、双金属片式则结构简单，容易维修，寿命更长，价格也更为低廉。
第十五周：了解恒温箱的工作特性，建立模型
第十六周：选择系统的主控部件，做出系统的硬件框图
第十七周：完成系统的硬件电路图
第十八周：完成系统的软件设计方案
第十九周：应用接口技术实现系统的基本功能，完成系统的总体设计
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。
基于单片机的恒温箱控制系统设计方案
设计一个基于单片机的恒温箱控制系统涉及到硬件设计和软件编程两个方面。
下面是一个简要的设计方案：硬件设计：1. 传感器选择：选择合适的温度传感器，如DS18B20数字温度传感器，用于实时监测箱内温度。
2. 执行器：选择合适的加热器或制冷器作为执行器，用于调节箱内温度。
3. 单片机：选择适合的单片机，如Arduino Uno或STM32等，作为控制核心。
4. 显示器：可以添加LCD显示屏，用于显示当前温度和设定温度。
5. 输入设备：可以添加旋钮或按钮，用于设定目标温度。
软件设计：1. 温度读取：编写程序从温度传感器读取实时温度数据。
2. 控制算法：设计恒温控制算法，比如PID控制算法，根据实际温度和设定温度调节加热器或制冷器。
3. 用户界面：编写程序实现与用户的交互，包括设定目标温度和显示当前温度。
4. 安全保护：添加温度过高或过低的报警功能，保护箱内物品和系统安全。
5. 实时监控：实现实时监控功能，定时记录温度数据并可通过串口或WiFi上传至PC进行分析。
实施步骤：1. 进行硬件连接，将温度传感器、执行器和单片机连接好。
2. 编写单片机程序，包括温度读取、控制算法等功能。
3. 测试程序功能，确保可以准确地读取温度并控制箱内温度。
4. 调试控制算法，优化控制效果，确保恒温箱可以稳定工作。
5. 添加用户界面和安全保护功能，完善系统设计。
通过以上硬件设计和软件编程，可以实现一个基于单片机的恒温箱控制系统，能够稳定地控制恒温箱内的温度，满足不同实验或存储需求。
在实际应用中，还可以根据具体需求对系统功能和性能进行进一步优化和扩展。
(完整word版)基于PID的恒温箱温度控制系统设计
基于PID的恒温箱温度控制系统设计2008届）2008年6月摘要本设计是恒温箱温度控制系统设计。
可供各类实验室、医疗机构、食品加工、生产部门等使用。
在周围温度不断变化条件下，使用恒温箱，可以使一定范围的温度恒定在特定温度下，从而适应生活和工作。
控制的温度范围为50—1200C。
恒温箱可以在线设定温度，并对温度进行实时数码显示。
设计内容包括硬件和软件两个部分。
硬件主要由AT89S52单片机、DS18B20 数字温度传感器、8155 片外存储器、继电器，LED 数码管和报警器等组成。
电原理图包括数据采集、温度显示、键盘设定、温度控制和复位电路等几个模块。
软件部分主要对PID 算法进行了数学建模和编程。
本设计由键盘电路输入设定温度信号给单片机，温度信号采集电路采集现场温度信号给单片机，单片机根据输入与反馈信号的偏差进行PID 计算，输出控制信号给加温控制电路，实现加温和停止。
当实际温度比设定温度大2 摄氏度以上时，则清P1.3 输出口，从而停止对电阻丝的加热。
当实际温度比设定温度小2 摄氏度以上时，取PID 的最大值，实现全功率输出。
在它们之间时，实现PID 算法控制，控制可控硅的接触时间，调节电阻丝功率。
显示电路实现现场温度的实时监控。
软件部分，采用PID 控制和时间最优控制相结合的控制方案，实现了控制速度快、超调小、线性控制精度高和实现成本低等的优点。
硬件部分采用单片机来实现温度控制，不仅具有控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度的提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量。
关键词：恒温控制，单片机，数字PID 算法ABSTRACTThe system of this design is the temperature controller of a constant temperature box.Can be provided as each kind of laboratory, medical treatment organization, food processing and produce the section etc. usage.Under the condition that the surroundings temperature continuously change, the usage constant temperature box, can make the temperature maintaining of the certain scope settle under the particular temperature, thus adapt the life and works.The temperature scope of the control is 50-120, The constant temperature box can with on-line enactment temperature, and carry on the solid hour to the temperature figures manifestation.When be placed in to set the appearance, figures tubemanifestation enactment temperature, circulate, manifestation actual temperature.Design content including hardware and software two parts. The hardware mainly by at89S52 monolithic integrated circuit, the DS18B20 digit temperature sensor, 8155 piece of external memory, the relay, the LEDnixietube and the alarm apparatus and so on is composed. Electricity schematic diagram including data acquisition, temperature demonstration, keyboard hypothesis, temperature control and reset circuit and so on several modules. The software part mainly hascarried on mathematics modelling and the programming to the PID algorithm.The circuit design of the keyboard input from the set temperature signal to the microcontroller, Temperature Signal Acquisition Circuit collect temperature signal to the microcontroller, According to SCMinput and feedback signal, the error for PID, the outputcontrol signals to the heating control circuit, Heating and achieve stop. Showcircuit scene of the real-time monitoring of temperature. Whenactualtemperature compares to set temperature big more than 2 degrees , then the pureexportation, thus stop to electric resistance silk of heating.When the actual temperature compares to set smaller than 2 degrees , taking the PID biggest value, carrying out the whole power exportation.among the two , carry out the PID calculate way control, control contact time that controvablesilicon , regulate the electric resistance silk power.software part, the adoption PID control and the control project time superior control combine together, carried out to control the quick,super adjust small, line control the accuracy is high and carry out thecost advantage of low etc..The hardware part adopts a machine to carry out the temperature control, not only have the control convenience, simple, vivid etc. advantage, and can is control with the significant exaltation the technique index sign the quantity of the product thus andconsumedly.Keywords:Temperature ，control ，microcontroller ， 目录绪论还是在日常生活中， 都已 经变得非常适用和广泛了。
恒温箱的设计小论文
恒温箱的设计师恭鹏（江西理工大学电气工程与自动化学院，江西，赣州，341000）摘要：恒温箱将基于PLC设计完成。
设计过程中将应用温度传感器、数码显示管、加热装置、冷却水泵、冷却器、储水箱、温度显示、阀门及状态指示部件。
恒温系统要求控制恒温箱水温在20～80℃之间的某个设定数值。
两个数码显示管分别用于显示设定温度及显示测试温度。
当水温低于设定值时，采用电加热升温。
当水温高于设定值时，放出部分热水，启动冷却水泵使水流经冷却器向恒温箱供水降温。
本系统以PLC控制器为核心，设计控制系统的硬件电路和软件程序，完成要求的控制任务。
关键词：恒温箱；PLC；传感器The design of the incubatorSHI Gong-peng （SchoolofElectrialEngineeringandAutomation,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China）ABSTRACT：The incubator will be based on the PLC design. The design process will be the temperature sensor, digital display tubes, heating device, cooling motor, coolers, storage tanks, temperature display, valves and status indication components. The thermostat system requirements for the control incubator water temperature between 20 - 80 ° C set the value. Two digital display tubes were used to display the set temperature and display the test temperature. When the water temperature below the set value, the electric heating to heat up. When the water temperature is higher than the set value, to release some hot water, and start cooling the motor so that flow through the cooler to cool to the water supply to the incubators. This system as the core of the PLC controller, the design of control systems hardware and software program to complete the requirements of control tasks.Keywords: Incubator; PLC; Sensor0 引言恒温箱的使用大部分是在实验室、工业、医药中。
恒温箱的设计
1 前言恒定温度的设备，被广泛地应用于生产、生活、实验等领域。
在医用、水产、特种工业、工业探伤、照相等行业，都需要有稳定而精确的温度。
在本设计中，我们针对培养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。
本设计是对恒温箱进行温度控制。
从箱内温度的检测、变换到信号的转换和传送这一系列的过程都牵扯到很多的知识，在设计过程中我们也遇到很多困难，比如说温度测量器件的选用，变换成电压信号还是电流信号，相应的怎么传送等，都经过了考虑才选择了这个方案。
单片机的设计中，单片机外部线路的设计，端口的分配和选用，复位和内部时钟的配合和电路的驱动等方面也遇到了不少问题，经过讨论我们都基本上解决了。
加热电路我们选择了IGBT作为开关器件，IGBT可控而且开关频率很高，适合用在控制频繁通断的场合。
这里利用芯片DS18B20作为恒温箱的温度检测元件。
DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。
单片机从外部设置两位拨码开关进行预置数，读入的数据与预置数进行比较，根据偏差的大小，单片机执行程序对PWM进行控制，经过对PWM的输出脉冲进行放大，也就是对恒温箱内电阻丝的驱动，对恒温箱进行加热，使箱内温度升高，热电偶连续对恒温箱进行温度检测，当偏差存在时单片机就继续驱动后继电路进行加热，直到偏差为零。
本设计主要完成了热电恒温箱单片机微机控制系统的硬件电路设计和控制程序的软件编写，对控制系统的主要器件进行了选型和分析，并且对整个控制系统的PID控制程序进行了仿真调试。
整个设计基本满足设计要求。
2总体方案设计2.1 方案一图2.1 方案一总体图利用热电偶作为恒温箱的温度检测元件，应用桥式电路对热电偶作为补偿。
热电偶出来的电流信号通过转换变成电压信号，再进行A/D转换变换成单片机可以接受的电压信号，在从单片机读入进行数据处理。
沈阳工程学院 智能仪器 课程设计 恒温箱
沈阳工程学院智能仪器课程设计设计题目：恒温箱温度控制器设计系别自动化班级测控131学生姓名学号指导教师吕勇军职称教授起止日期： 2016年 8月27日起——至2015年9月9日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：恒温箱温度控制器设计系别自动化班级测控131学生姓名学号指导教师吕勇军职称副教授/教授课程设计进行地点： F座任务下达时间： 2015年 11 月 5日起止日期：2016 年 8月29日起——至 2015年 9月9日止教研室主任吕勇军年月日批准恒温箱温度控制器设计1.设计主要内容及要求；设计一个恒温箱温度控制器。
要求：1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。
2）温度控制器软件设计。
3）要求能够设定温度控制范围、测量并显示实际温度、采用PWM控制加热源以达到恒温控制。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的3.要求；（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）. 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；沈阳工程学院智能仪器课程设计成绩评定表系（部）：自动化班级：学生姓名：中文摘要恒温控制是工业生产过程中举足轻重角色,温度的控制直接影响着工业生产的产量和质量。
本设计是基于c8051f020单片机的恒温箱控制系统,系统分为硬件和软件两部分,其中硬件包括:温度传感器、显示、控制和报警的设计；软件包括：键盘管理程序设计、显示程序设计、控制程序设计和温度报警程序设计。
编写程序结合硬件进行调试，能够实现设置和调节初始温度值，进行数码管显示，当加热到设定值后立刻报警。
恒温箱温度控制系统的设计
3.1.7核心控制器的选择13
3.2单片机电路的设计13
3.3显示电路的设计14
3.4按键电路的设计15
3.5报警电路的设计16
3.6稳压电路的设计16
3.7过零检测电路17
3.8加热器件驱动电路18
3.8.1光电辐合器介绍18
3.8.2可控硅介绍18
3.83可控硅驱动电路设计19
3.9热电偶信号处理电路20
2.4.1PID调节器的特点8
2.4.2PID调节器参数的整定8
2.5本章小结9
3恒温箱温度控制系统的硬件电路的设计10
3.1元器件的选择10
3.1.1温度传感器的选择10
3.1.2电线的选择ห้องสมุดไป่ตู้0
3.1.3显示器的选择11
3.1.4稳压器的选择11
3.1.5按键的选择12
3.1.6加热负萩控制器件的选择12
PID is a classical algoritlun and control algoritluns. It has a veiy liigli status in the actual control system. Tlie PID algoritlun is relatively simple and has liigli precision of control. But in order to achieve a better control effect, The PID parameters need a constant tuning and they are unable to adapt in the system for a longer time. Tlierefore is it important for finding a reasonable and effective timing for the parameters in wliich we have to modeling and stimulation. Ill order to find a better solution without wasting much time. MATLAB is used and tliis has effectively improve the design efficiency and the control perfonnance achieved the desired results.
家用恒温箱课程设计
家用恒温箱课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解家用恒温箱的基本原理，掌握其工作流程及关键部件功能。
2. 学生能够掌握温度调控的物理概念，包括热传递、温度梯度等。
3. 学生能够运用数学知识进行简单的温度变化计算。
技能目标：1. 学生能够分析家用恒温箱在不同环境条件下的工作性能，并作出相应的调整建议。
2. 学生能够设计简单的恒温控制电路，提高解决问题的能力。
3. 学生通过小组合作，能够进行实验数据的收集、处理和分析，提升实验操作技能。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对科学研究的兴趣，认识到物理知识在现代科技中的重要性。
2. 学生能够通过小组合作，培养团队精神和沟通协作能力。
3. 学生能够关注家用恒温箱在日常生活中的应用，增强节能环保意识，形成社会责任感。
本课程针对初中年级学生设计，注重理论与实际应用相结合，培养学生动手动脑能力，提升科学素养。
课程目标具体、可衡量，旨在使学生在掌握物理知识的同时，提升实践技能和情感态度价值观。
为实现课程目标，将分解为具体的学习成果，以便后续教学设计和评估。
1. 理论知识：- 温度与热量概念- 热传递方式（传导、对流、辐射）- 恒温箱工作原理及关键部件（加热器、温度传感器、控制电路）2. 实践操作：- 恒温箱的拆卸与组装- 恒温控制电路的设计与搭建- 温度变化数据的收集、处理与分析3. 应用拓展：- 分析家用恒温箱在不同环境下的工作性能- 讨论家用恒温箱在节能、环保方面的优势- 探讨恒温箱在生活中的其他应用教学内容依据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
参考教材中相关章节，制定以下教学大纲：第一课时：温度与热量概念，热传递方式，介绍恒温箱工作原理及关键部件。
第二课时：恒温箱的拆卸与组装，了解各部件功能。
第三课时：恒温控制电路的设计与搭建，学习电路原理。
第四课时：温度变化数据的收集、处理与分析，锻炼实验操作能力。
第五课时：应用拓展，分析家用恒温箱性能，探讨节能环保措施。
恒温箱设计报告范文
恒温箱设计报告范文一、引言恒温箱又被称为恒温槽，是一种可以保持容器内温度恒定的设备。
它广泛应用于实验室、制药、食品加工和科学研究等领域。
本设计报告将介绍一个恒温箱的设计方案，包括设计目标、原理、材料和结构等。
二、设计目标该恒温箱的设计目标如下：1.温度范围：20℃-100℃，可调节；2.温度控制精度：±0.5℃；3.容器尺寸：30厘米×30厘米×30厘米；4.达到设定温度所需时间：不超过30分钟；5.可以长时间稳定运行。
三、工作原理该恒温箱采用温控器控制系统，通过加热装置和制冷装置来维持箱内温度恒定。
温控器感知当前箱内温度，并通过反馈机制控制加热器和制冷器的工作状态，以达到温度调节的目的。
四、材料选择为了满足设计目标，以下材料被选用：1.外壳：不锈钢材料，具有良好的耐腐蚀性和高温稳定性；2.绝缘层：采用聚乙烯材料，具有良好的绝缘性能；3.内容器：采用304不锈钢材质，具有良好的耐腐蚀性和热传导性；4.电热丝：使用镍铬合金电热丝，具有良好的加热性能；5.制冷装置：采用压缩机制冷，冷媒为环保型制冷剂。
五、结构设计1.外壳结构：设计为正方体，使用不锈钢材料制成。
正面设有显示屏和控制面板，便于操作和监测。
2.内部隔层：内部设置有多层隔板，用于分隔和支撑容器，以提高稳定性和均匀性。
3.容器：容器采用304不锈钢材质制成，内部光滑且易清洁。
4.温度传感器：温度传感器安装在容器底部，以感知温度变化，并反馈给温控器。
5.加热装置：加热装置采用电热丝，均匀分布在容器底部和四周，以提供均匀的加热效果。
6.制冷装置：制冷装置采用压缩机制冷，通过循环制冷剂来实现冷却效果。
7.温控器：温控器通过与加热器和制冷器的连接来控制它们的工作状态，从而实现箱内温度的调节。
六、控制系统设计1.温控器可以设置所需温度，并具备反馈机制，以实现温度的精确控制。
2.温度传感器实时感知温度变化，并将数据发送给温控器。
恒温恒湿箱的设计及其应用
恒温恒湿箱的设计及其应用随着科学技术的不断发展和应用，精密仪器的品种和数目不断增加。
有些精密仪器更需要在特定的环境下才能正常运行，即在一定的温湿度范围内。
例如电子元器件、生物实验、纺织品、食品、化妆品等。
在这些实验和生产过程中，若温度或湿度出现波动，就会导致实验操作失误或产品受损，甚至危及人身安全。
而恒温恒湿箱的设计和应用，则可以稳定维持特定的温湿度条件，保证实验的准确性和安全性，提高产品质量和稳定性。
恒温恒湿箱的设计恒温恒湿箱由恒温控制系统、湿度控制系统、空气流通系统和机械结构系统四个部分组成。
1. 恒温控制系统：通过PID控制器，将箱体温度与温度设定值进行比较，从而对箱体内加热或制冷，控制温度的变化。
如果恒温器的温度范围与实验要求的温度有出入，可以在箱体内添加PT100电阻温度传感器，从而获得更为准确的温度读数。
2. 湿度控制系统：在相对湿度控制方面，通常采用PID控制器和超声波加湿器。
通过湿度控制系统的调节，可以使箱体内的温度和湿度精确稳定。
当湿度上升时，加湿器被调节到高水平；当湿度下降时，加湿器被调节到低水平。
为了确保湿度的准确测量，一般在箱体内部装设相对湿度传感器。
3. 空气流通系统：恒温恒湿箱的空气流通系统实现了冷热空气的对流，使箱体内温度和湿度的变化更加均匀。
空气流通系统通常包括轴流风机和通风口。
4. 机械结构系统：机械结构系统包括保温板材、箱门和维修/清洗的取样口等。
箱体可采用环氧树脂钢板，有良好保温性能和稳定性。
箱门通常采用两扇门设计，以便在操作时控制箱内空气的流量。
恒温恒湿箱的应用恒温恒湿箱的应用非常广泛，如下：1. 电子元器件测试：恒温恒湿箱在测试电子元器件时可解决因温度梯度产生的误差，以及因湿度变化而导致的电子元器件老化和失效的问题。
2. 食品贮藏：食品在某些特定的温湿度环境下易受到细菌的侵蚀和腐败，而恒温恒湿箱可以在适当的温湿度条件下保存和储存食品，保证食品的新鲜性和品质不受损失。
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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：***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；DS18B20The design of incubator temperature computer control systemAbstract:The design of the temperature measurement and heating control systems to AT89S52microcontroller core component,plus the temperature acquisition circuit,ke yboard and display circuit,heating circutal temperature sensor DS18B20,and the dete rminant of the keyboard and dynamic display in order to easily control the solid-state relays for heating control of the switching device.This works both on the current tem perature in real-time display of temperature can be controlled in order to enable users to reach the required temperature,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30c m×30c m×30c m），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≤100W30cm30cm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。
图2.温度检测电路2.2单片机的选择系统采用STC公司的推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机STC89C52作为主控芯片，STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。
另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
只有在外接时钟、电源和复位电路时才能工作，能使其正常工作的最小系统如图3所示。
图3.单片机最小系统2.3显示电路模块本设计要求采用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。
方案一：LED数码管显示因为要求同时显示给定温度和实际温度，所以需使用两块四位数码管，同时选取两块74HC573作为数码管锁存器，采用动态显示，数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
图4.数码管连接原理图方案二：1602LCD液晶显示1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
图5.1602连接原理图综合比较，因为液晶显示设计比较复杂而成本较高，且数码管也可以满足此设计要求，并且数码管便宜实惠，所以本次设计选择数码管作为显示模块。
2.4继电器驱动模块本设计用单片机的一个I/O口来控制继电器的通断从而控制灯泡的亮灭，以此来达到控制温度的要求。
下图是继电器的连接仿真图：图6.继电器仿真连线图3 软件设计本设计采用单片机控制灯泡从而控制恒温箱，按下电源按钮后，默认设置温度为30度，可通过加减按钮来调节设置温度，在通电的一瞬间，单片机会将从DS18B20得到的温度与设定温度对比，如果此温度小于设定温度，则继电器通电，灯泡发亮，此时恒温箱内温度慢慢升高，当恒温箱温度大于等于设定温度时，继电器断电，灯泡熄灭，同时声光提示5秒，在整个控制过程中可以随时调整设定温度。
3.1温度设定模块程序#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint temp;uchar flag1;uint sheding=30;unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; unsigned char code table1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};void keyscan(){uchar s1,s2;if(S2==0){while(S2==0);sheding++;}if(S3==0){while(S3==0);sheding--;}s1=sheding/10;s2=sheding%10;dula=0;P0=table[s1];dula=1;dula=0;wela=0;P0=0xfe;wela=1;wela=0;delay(3);dula=0;P0=table[s2];dula=1;dula=0;wela=0;P0=0xfd;wela=1;wela=0;delay(1);}3.2温度读取及声光报警控制模块流程图及程序流程图：图7.系统流程图程序：void delay(uint z)//延时函数，单位ms{uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void dsreset(void) //DS18B20复位，初始化函数{uint i;DS=0;i=103;while(i>0)i--;DS=1;i=4;while(i>0)i--;}bit tmpreadbit(void) //读一位数据函数{uint i;bit dat;DS=0;i++; //i++起延时作用DS=1;i++;i++;dat=DS;i=8;while(i>0)i--;return (dat);}uchar tmpread(void) //读一个字节数据函数{uchar i,j,dat;dat=0;for(i=1;i<=8;i++){j=tmpreadbit();dat=(j<<7)|(dat>>1); //读出的数据最低位在最前面，这样刚好一个字节在DAT里}return(dat);}void tmpwritebyte(uchar dat) //向DS18B20写一个字节数据函数{uint i;uchar j;bit testb;for(j=1;j<=8;j++){testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if(testb) //写1{DS=0;i++;i++;DS=1;i=8;while(i>0)i--;}else{DS=0; //写0i=8;while(i>0)i--;DS=1;i++;i++;}}}void tmpchange(void) //DS18B20 begin change{dsreset();delay(1);tmpwritebyte(0xcc); // address all drivers on bus tmpwritebyte(0x44); // initiates a single temperature conversion }uint tmp() //get the temperature{float tt;uchar a,b;dsreset();delay(1);tmpwritebyte(0xcc);tmpwritebyte(0xbe);a=tmpread();b=tmpread();temp=b;temp<<=8; //two byte compose a int variable temp=temp|a;tt=temp*0.0625;temp=tt*10+0.5;return temp;}void display(uint temp)//显示程序{uchar A1,A2,A2t,A3;A1=temp/100;A2t=temp%100;A2=A2t/10;A3=A2t%10;dula=0;P0=table[A1];//显示百位dula=1;dula=0;wela=0;P0=0xdf;wela=1;wela=0;delay(3);dula=0;P0=table1[A2];//显示十位dula=1;dula=0;wela=0;P0=0xbf;wela=1;wela=0;delay(3);P0=table[A3];//显示个位dula=1;dula=0;P0=0x7f;wela=1;wela=0;delay(3);}void deal(uint a,b)//处理函数{uchar i=5000;a=a/10;if(S4==1){if(a==b){jdq=0;if(flag_s==0){led=0;//led灯提示beep=0;//蜂鸣器提示while(i--){keyscan();display(tmp());delay(1);}//用显示程序实现5s延时led=1;beep=1;flag_s=1;}}else if(a<b){led=1;jdq=1;flag_s=0;}else{led=0;jdq=0;flag_s=0;}}else{P1=0xff;jdq=0;flag_s=0;}}void main(){uchar a;beep=1;flag_s=0;jdq=0;do{tmpchange();deal(temp,sheding);for(a=10;a>0;a--){display(tmp());keyscan();}} while(1);}4调试过程及结果分析4.1软件调试软件调试首先是在keil编译器下进行，包括源程序编译及运行调试。