摘要近些年来，微流控芯片技术呈现出良好的发展态势与发展前景。在进行纸质微流控芯片的制备时，常用的是喷蜡打印的方式。这一过程需要利用石蜡微打印技术，对石蜡进行加热处理，使其由固体转化成液体，才能继续进行喷射打印，因此对加热温度的精确控制成为其中一个关键技术。本文根据石蜡微打印的基本要求，选用了单片机与高精度温度传感器配合工作的方式，设计了一个温度控制系统，来实现石蜡加热过程中的温度控制。对于温度信息的获取与相应转换选用的是传感器 DS18B20，在它采集到温度的信息之后，需要对信息进行相关的处理，选用C51 型单片机，用继电器实现加热的控制，配备键盘输入，具有温度显示，越限报警的功能。42019
毕业论文关键词 温度控制 石蜡微打印 单片机 温度传感器
Title A design of temperature control system used for waxmicro printingAbstractMicrofluidic chip technology presents a developing trend and good prospect inrecent years. People usually use spray wax printing when preparing for papermicrofluidic chips. Wax micro printing technology is used in the process. Whenwe use the technology, we must control the temperature accurately, which is a pieceof very significant thing. In order to satisfy the requirements of wax microprinting, we decide on a method which combines high quality temperature sensorand SCM together to design a temperature control system . The sensor DS18B20 isused for temperature signal acquisition and the SCM is used for data processing.A relay is used to heat or cool the wax. The system is also equipped with akeyboard,a temperature display and a warming module.
Keywords temperature control wax micro printing SCM temperature sensor.
目 次
1 引言..1
1.1 课题研究的背景及意义. 1
1.2 研究现状..1
1.3 本课题的工作内容2
2 温度控制系统总体方案设计.... 3
2.1 设计方案..3
2.2 设计要求..4
2.3 器件选取..4
2.4 本章小结..4
3 温度控制系统硬件电路设计.... 5
3.1 硬件电路整体设计5
3.2 AT89S51单片机简介..5
3.2.1 单片机组成模块及功能5
3.2.2 单片机应用.7
3.3 温度传感器调理电路模块..8
3.4 数码管显示模块....9
3.5 键盘输入模块.10
3.6 时钟发生及复位模块... 11
3.7 报警模块.... 12
3.8 继电器控制模块..13
3.9 本章小结.... 16
4 软件设计.17
4.1 开发软件介绍.17
4.2 温度控制的常用算法... 17
4.3 温度测量子程序设计... 20
4.3 数码管显示控制..22
4.4 键盘扫描程序.22
4.5 主程序设计 23
4.6 本章小结.... 24
5 石蜡微打印实验... 25
结 论..27
致 谢..28
参考文献
1 引言
1.1 课题研究的背景及意义以微流控技术为核心的微流控芯片技术[1-5]是新兴的研究领域之一。使用 MEMS技术，配合微流控芯片，可以在很小的芯片上进行微结构的搭建，这对于微流控分析具有极大的意义。在微流控芯片的帮助下，微流控分析的效率得到了极大的提高，成本也得到了一定的降低。对于微流控芯片来说，材料是非常重要的因素。芯片材料的选取有一定的条件，在满足这些条件时，芯片才能具备良好的特性。微流控芯片材料选取的基本规则大致如下： （1）芯片能够与介质相容。不发生化学反应。 （2）选取的材料应该易于加工，方便在其表面上搭建微结构等操作。 （3）不易受到检测信号的干扰。 （4）材料方便获取，价格低廉。早期用于加工微流控芯片的材料是各种玻璃底片，从价钱便宜的玻璃到高品质的石英都可以作为加工微流控芯片的材料。由于玻璃具有非常出色的光学特性，对其的表面特征了解也很深入，再加上源自微电子工业的成熟的微加工技术，玻璃底片成为最常用的加工微流控芯片的材料。纸质微流体器件具有简便、成本低、体积小、无需外界驱动力等优点，近来备受关注。Lu 等和 Carrilho 等分别提出采用石蜡打印的方式制作纸质微流控芯片，将设计好的图案以石蜡打印机打印在滤纸或硝酸纤维素膜上，滤纸或硝酸纤维素膜表面粘附一薄层石蜡，将其放置在烘箱中烘烤后，蜡熔化并渗透过滤纸或硝酸纤维素膜，形成封闭的亲疏水相间的区域，得到所需要的纸质微流控芯片。Maltezos 等提出一种三维石蜡打印阳模制作方式。首先将三维模型打印在玻璃基板上，后将混合均匀的 PDMS溶液浇铸在石蜡阳模上，70℃固化1 小时后再将一种液态全氟硅弹性体浇铸在 PDMS上，60℃环境固化 24小时，150℃环境下去除石蜡完成微阀制作过程。该方式制作微阀不需要键合工艺，具有制作过程简单，可将微阀、微流道集成在同一个模具内，集成度较高，有潜力制作更为复杂的微流体器件模具。进行石蜡微打印的相关操作时，要对石蜡进行加热，让其从固体转变成为液体，然后才能进行打印，而石蜡的融化是需要一定温度的，因此必须实现对加热温度的精确控制。 51单片机用于石蜡微打印的温度控制系统设计+程序:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_42290.html