恒温箱实验报告.doc

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1、......计算机控制系统设计报告设计名称：恒温箱温度计算机控制系统设计姓名：高川学号:20121851班级：自动化1203学院：信息工程学院任课教师：聂诗良2015年11月21日.....c......基于单片机的恒温箱控制系统设计摘要：本设计是基于AT89C52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：电源、温度传感器、显示屏、控制、晶闸管驱动和报警的设计；软件包括：键盘管理程序设计、显示程序设计、PID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

2、设置和调节初始温度值，进行液晶显示，当加热到设定值后立刻报警。本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器，单片机AT89C52为主控芯片，液晶作为显示输出，实现了对温度的实时测量与恒定控制。关键词：单片机、晶闸管、恒温、PID算法。引言：本课题采用单片机控温度实现恒温控制，这个环节有温度传感器将恒温箱的温度信号传输给单片机，单片机通过对输入的温度信号与设定值比较，再把比较后的信号通过PID控制器得出控制信号，从而保持控制晶闸管的通断状态，达到平滑

3、的控制灯泡两端电压实现对恒温箱温度的全程控制。一、本课题设计要求30cm10cm木箱或纸箱白炽灯泡≤100W自制恒温箱要求如下图所示，恒温箱采用木箱或纸箱（外形尺寸不大于30cm×30cm×30cm），置白炽灯泡（功率不大于100W）用于加热。（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，采用可控硅平滑控制。（3）采用单片机89C51作为控制器。（4）采用LCD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）采用自制按键的键盘

4、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℃.....c......）需声光提示，声音延时5秒后停止。（7）恒温箱最高温度≤100℃。二、设计方案1.电源模块对于电源模块，利用变压器把220V的交流电转为正负12V的交流电，再用二极管桥式整流电路，整流出直流电，之后用电容滤波。2.温度传感器采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器，可以直接将温度信号变成单片机需要的数字信号，此过程就可以不需要A/D转换，从成本和优化系统的角度上，是合适的。另外其测量精

5、度高，抗干扰能力强，测量围－55℃～+125℃。3.显示部分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。显示字母和数字比较方便，控制简单，成本较低。我们设计的系统需要显示更多的信息，所以考虑显示功能更好的液晶显示，要求能显示更多的数据，增强显示信息的可读性，看起来更方便。4.输出控制.....c......采用晶闸管，控制信号与输出信号可以很好的隔离，增强了系统的安全性和抗干扰能力，同时能有效平滑的控制电压的输出以及对温度的精确控制，本课题采用的晶

6、闸管为BTA16--600B,其电压V=>600V,触发电流I<=(18mA~25mA)。三、硬件电路设计及工作原理1.系统功能及工作流程介绍根据恒温箱控制器的功能要求，以AT89C52作为电路系统的控制核心。恒温箱控制器的总体布局如下图所示。按键将设置好的温度值传给单片机，通过温度显示模块1602显示出来。初始温度设置好后，单片机开启输出控制模块，使电灯泡开始加热，同时将从数字温度传感器DS18B20测量到的温度值实时的显示出来，当加热到设定温度值时，单片机控制声光报警模块，发出声光报警，当超

7、过设置温度关闭电灯泡。当自然冷却到设定温度以下时，单片机再次启动电灯泡，如此循环反复，以达到恒温控制的目的。.....c...........c......2.输出控制电路加热电路中采用MOC3023的目的是实现强电与弱电的隔离，其在电路中的工作原理是单片机根据传感器和设定开关输入的控制指令，控制电器的电源通断。BTA16是小型塑封双向晶闸管，当电源控制电路的输出管脚送出的开关控制指令为高电平，MOC3023截止，BTA16截止，电器被关闭；当电源控制电路送出的开关控制指令为低电平，MOC302

8、3导通，BTA16导通，电器被打开。R4是BTA16的保护电路。光耦控制输出.....c......3.显示电路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有若干个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。显示电路采用LCD1602液晶显示，如图(7)所示，图中只画出了其相应的接口，3脚用于调节LCD1602的背光,4、5、6为LCD1602的控制口，用于控制其写入或是读出指令，7至14脚为LCD1602的数据口，将数传送