第 25卷 第 8期
2015年 8月
长 春 大 学 学 报
JOURNAL OF CHANGCHUN UNIVERSITY
Vol_25 No.8
Aug.2015
基于 STM32单片机的恒温箱系统设计
王 桔 洪 梅
(长春大学 电子信息工程学院 ,长春 130022)
摘 要 :设计 以 sTM32Fl03VET单片机作为 系统控制处理 器,设计 过程 中使 用温度传感器 PT1000,STRVE TFT(400
x240)彩 色液晶显示屏 ,PTC加热 片,半导体制冷片 ,风扇 ,状态指示灯及声光报警 电路 。系统采 用 PID控 制算 法进
行 温度控 制 ,当箱体 内气温低 于设 定值 时,加热 片开始加热 ,当箱 内温度 高于设定值时制冷片开始工作。
关键 词 :STM32F103VET;PTIO00;半导体制冷 片;温度控制
中图分类号 :TP368.1 文献标志码 :A 文章编 号 :1009—3907(2015)08-0013-04
O 引 言
恒温箱是航空 、汽车、家电、科研等领域必备的测试设备 ,用于测试 和确定电工 、电子及其他产品及材料
进行高温试验的温度环境变化后 的参数及性能 ,是用来在一定 的温度下饲养或培养 生物 或生物 的一部分
(细胞等)的箱型器具 J。适合电子 、电器 、通讯 、仪表、车辆、塑胶制品、金属 、食 品、化学 、建材 、医疗 、航天等
制品检测 质量之用。
在实 验室 中,特 别是生物实验 室 ,我 们 为了得到更加 准确 的实验数 据 ,对于恒 温 实验环 境 要求严 格 。所
以针对实验室来说 ,恒温箱的作用显得相当重要 ,对于我们实验室的研究过程以及研究结果将产生很大的影
响。同时更加准确的研究结果对于我们 由此产生 的试验成果的实际运用产生积极的作用。
在工业生产中,恒温箱的应用是广泛的,工厂车间的产品以及由此相关的工业生产都是基于恒温环境的
后续 发展 。所 以恒温箱 的作 用在 工业中更是处于举 足轻重的地位。同 时在工业生产过 程中我们对于恒 温箱
的要 求也 相对更加严格 ,比如质量 的可靠性 、恒 温箱 的维护管理 费用 、恒温箱 的本 身价位等 ,
在医药方面 ,医用恒温箱主要用于药品,试剂 的储存 ,运输 ;疫苗 ,血液 的冷藏保温 ,透析液 的加温 ,生理
盐水 的加 温等 。
1 系统设计方 案
本系统包括 STM32F103核心板 、PT1000温度传感器 、放大电路 、4x4矩 阵键盘 、声光报警 电路、液晶显
示屏 、驱动电路 、继 电器控制 电路 、半导体制冷片及 PTC加热片 ,如图 1所示 。
PT1000温度传感器输出电压 经放大 电路放大后送到 STM32F103核心 板 的模 数转 换 接 VI,转化成数字
量后经 STM32F103单片机处理得到相应的温度信息。在某一时刻箱 内如果低于设置温度则通过继 电器控
制电路使 PTC加热片开始加热 ,经 H桥驱动电路正向驱动制冷片使半导体制冷片开始加热箱体。当箱 内温
度高于设 置温度 时 ,STM32F103单 片机 发 出控 制 指令 ,经驱 动 电路反 向驱 动制冷 片 使 半 导体 制 冷 片开始制
冷。在液晶显示屏上显示箱 内实际温度和设置温度。通过 4x4矩阵键盘输入设置温度 ,也可以在触摸屏上
直接 输入 设置 温度 。
2 系统 的控 制方 案
系统采用 PID算法控制单片机输出 PWM 的占空比从而控制半导体制冷片的功率。在某一时刻箱 内温
度如果低于设置温度则 PTC加热片开始加热 ,经 H桥驱动 电路正向驱动制冷片使半导体制冷片开始加热箱
体。当箱 内温度高于设置温度时,STM32F103单片机发 出控制指令 ,经驱动电路反 向驱动制 冷片使半导体
制冷 片开 始制冷 。
收稿 日期 :2015-06-15
作者简介 :王桔(1980一),女,吉林长春人 ,讲师 ,硕 士 ,主要从事电子与通信工程方面的研究 。