基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计.pdf

"基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计" 在本文中，我们将设计一个基于单片机的恒温箱温度控制系统，该系统能够实时监测和控制温度，实现智能化的温度控制。 系统概述 本系统的核心是 Atmel 公司推出的 51 系列单片机 AT89C2051，该单片机具有低功耗、低成本、可靠性高等优点，能够满足本系统中要求的采集、控制和数据处理的需要。系统总体结构图如图 1 所示。 硬件设计 1、单片机最小系统电路 单片机选用 Atmel 公司的 AT89C2051 芯片，完全可以满足本系统中要求的采集、控制和数据处理的需要。AT89C2051 是 AT89 系列单片机中的一种精简产品，具有 8 位微处理器、2K 字节的程序存储器、128/256 字节 RAM、15 条可编程双向 I/O 口线、两个 16 位定时器/计数器、五个中断源的中断控制系统、一个全双工 UART 的串行 I/O 口、片内含模拟比较器和低功耗的闲置和掉电模式等特点。 图 2 示出了最小系统电路的设计，包括晶体振荡电路和手动复位电路。该设计使用一片 AT89C2051 就代替了原来的 8031、EPROM2732 和地址锁存器 74LS373，因为 AT89C2051 内部的 2KB EPROM 和 128B 的 RAM 已经能够满足设计要求，而且降低了成本，结构设计也较精巧。 2、温度传感器 温度传感器采用数字温度传感器 DS18B20，该传感器能够直接读出被测温度，并且可以根据实际要求通过简单的编程实现 9～12 位的数字值读数方式。可以分别在 93.75ms 和 750ms 内完成 9 位和 12 位的数字量，并且从 DS18B20 读出的信息或写入 DS18B20 的信息仅需要一根口线（单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20 供电，而无需额外电源。 系统设计 系统设计的总体目标是实现恒温箱温度的智能化控制，配有温度传感器、键盘、显示和报警四部分组成。系统的设计应该是全面考虑系统的总体目标，进行硬件初步选型，然后确定一个系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。 技术参数和设计任务 1、利用单片机 AT89C2051 实现对温度的控制，实现保持恒温箱在最高温度为 110℃。 2、可预置恒温箱温度，烘干过程恒温控制，温度控制误差小于 ±2℃。 3、预置时显示设定温度，恒温时显示实时温度，采用 PID 控制算法显示精确到 0.1℃。 4、温度超出预置温度 ±5℃ 时发出声音报警。 5、对升、降温过程没有线性要求。 6、温度检测部分采用 DS18B20 数字温度传感器，无需数模拟 / 数字转换，可直接与单片机进行数字传输。 结论 基于单片机的恒温箱温度控制系统的设计可以实时监测和控制温度，实现智能化的温度控制，具有广泛的应用前景。该系统的设计可以应用于各种工业控制、消费类产品、计算机系统等领域，具有很高的实用价值和应用前景。