基于单片机的温度监控系统

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1、摘要：本设计应用性比较强，设计系统可以作为生物培养液温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计負机实施温度监控。设计后的系统具有澡作方便，控制灵活等优点。对系统进行模块化设计即每个模块互不干扰，主要有软、硬件两部分组成。该课题所使做的工作量主要有一下几点：包括温度传感器，A/D输出控制模块，数转换模块，据传输模块，温度显示模块和温度调节驱动电路六个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。

2、关键词：单-片机;A/D转换模块;数据传输模块;温度调节驱动电路.1-引言随着“信息时代”的到來，作为获収信息的手段一一传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越來越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并学握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和口动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响

3、系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。为了提高对

4、传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文屮传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测坏境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。本设计应用性比较强，设计系统可以作为生物培养液温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。温度控制系

5、统结构图及总述加热控高阻抗加制电路—热丝TTL商用计算机显示终端电平到EIA电平转换电路PIC16f877A单片机降温控半导体降制电路—»温片1温度传感器图1温度控制系统结构图图1中温度传感器和MicroChipPIC16F877A单片机中的A/D转换器构成输入通道，用于采集培养皿内的温度信号。温度传感器输出电压经过A/D转换后的数字量与培养皿内的温度给定值数字化后进行比较,即可得到实际温度和给定温度的偏差。培养皿内的温度设定值市MicroChipP1C16F877A单片机屮程序设定。rtlMicroChipPIC16F877A单片机构成

6、的数字控制器进行比较运算，经过比较后输出控制量控制市加热和降温电路构成的温度调节电路对培养皿中的培养液温度进行调节。同时通过电平转换电路把当前温度传输到商用计算机的串口中，由计算机动态的显示培养皿中的温度，正常情况下温度控制由MicroChipPIC16E877A单片机自动控制。必要时，计算机也可以通过软件来强制改变培养皿小温度。本设计系统包扌舌温度传感器，A/D转换模块，输出控制模块，数据传输模块，温度显示模块和温度调节驱动电路六个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。2设计要

7、求2.1控制要求(1)生物繁殖培养液的温度要保证在适于细胞繁殖的温度内，这主要在控制程序设计中考虑。温度控制范围为15〜25,升温、降温阶段的温度控制精度要求为0.5度，保温阶段温度控制精度为0.5度。（3）模拟手动操作当系统发生异常，投入手动操作。（4）微机监控功能显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输出。2.2受控对象的数学模型本系统要求长时间监视培养液的温度，并对当前的温度进行控制。本控制对彖为生物繁殖用培养液，采用继电器进行控制。3系统的硬件配置3.1单片机和系统总线单片机：PTC16F877A（PTC16F877A为美国MT

8、CORCHTP公司生产的带A/D转换的8位单片机）。显示系统：商用计-算机。用户内存：256MRAMo系统总线：RS-232-C接口（又称E1ARS-232-C）RS232C有25条线，，分为