随着单片机技术的飞速发展,通过单片机对被控对象控制应用越来越广泛,具有体积小、功能强、性价比高等特点。把单片机应用于恒温系统中,能够提高恒温箱的各方面功能,更加智能化,并且降低了成本,因此对恒温箱的研究是极具意义的。
3 课题研究的内容
本次毕业设计只设计温度采集、温度显示、按键控制、步进电机驱动部分,至于步进电机如何控制加热、制冷设备不在本次设计范围内。在使用恒温箱时,系统会将从温度传感器采集来的温度转化为摄氏度的形式,与事先设定的预期温度进行比对,然后根据比对的结果采取相应的措施(加热,或制冷)来不断地接近以至于达到预期的温度。并且系统能够显示实时的温度、时间和设定的预期温度和工作时间。
本次设计共分为五章,每一章的内容安排如下:
第一章是概述,简单介绍恒温箱的发展现状和研究意义,说明课题研究内容。
第二章是系统总体方案设计,介绍恒温箱的工作原理和各个模块的选择和主要功能,明确系统的结构。
第三章是恒温箱的硬件设计,详细描述各个系统组成电路单元的设计,电子器件的工作原理及相互的电路连接。
第四章是恒温箱的软件设计,主要介绍系统软件流程图,程序设计的模块化分析。
第五章是对课题内容和成果的总结,总结本次设计,指出设计中存在的一些问题,提出自己的修改意见,并展望本课题设计未来的发展。
3 系统总体方案设计
3.1 恒温箱工作原理及系统框图
本系统是基于单片机采用模块化设计的智能恒温箱,包括温度和时间设定按钮、温度和时间显示、温度采集、温度调节、实时温度显示和预定温度显示转换按钮、步进电机驱动等(根据需要也可另设或者多设相关功能)。源]自=751-^论-文"网·www.751com.cn/
本设计恒温箱的基本工作原理:本系统以AT89C51单片机和DS18B20温度传感器为核心,采用模块化设计思路,以C语言编写程序为软件,做成一个能够智能控制的恒温箱控制系统。系统上电后可自行设定恒温温度和时间,实时监测箱内的温度并动态显示,将监测温度传到单片机内与预期设定温度进行比较。如果实时温度比设定温度低,则通过驱动步进电机正转,让加热设备工作,温度上升;如果实时温度比设定温度高,则通过驱动步进电机反转,让制冷设备工作,温度下降,如此来回控制,是温度稳定在设定温度上下。在控制面板上可以用按键设定恒温温度和时间,并能在LCD上显示实时温度和时间,如果需要显示设定温度和设定时间,可按显示切换键,此时显示器上显示设定温度和设定时间,几秒后跳回,显示实时温度和时间。本系统还设计温度提示灯,当实时温度低于设定温度时,绿色发光二极管点亮;当实时温度高于设定温度时,红色发光二极管点亮,当恒温箱处于恒温范围内时,就会看到红色、绿色发光二极管交替闪烁,表明恒温箱正常工作。