单片机控制的恒温箱的设计-毕业论文开题报告

编号：Q/NJXX-QR-JX-36-2008毕业设计(论文)开题报告系部电子信息工程系专业电子信息工程姓名葛昌洋学号11212P03题目单片机控制的恒温箱的设计指导教师徐瑞亚一、毕业设计论文开题报告论文题目单片机控制的恒温箱的设计课题来源老师提供1、选题背景和意义二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛，是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。它迅猛发展到了各个领域，人们也越来越感到应用单片机技术的优越性，因而单片机也得到了广泛的应用。同时，它也在不断地完善和发展。电加热恒温箱的温度是医疗、工业生产和食品加工等领域的关键，因此对温度的测量及控制始终占据着重要的地位。市场上常见的温度传感器以电压输出为主要形式，不同的传感器其非线性曲线也各不相同，缺乏一个产品应具备的通用性和互换性。温度传感器应用范围很广、使用数量很大，但是在常规的环境参数中，由于温度受其它因素影响较大，而且难以校准，因此，温度也是最难准确测量的一个参数。常规方法测量温度误差大、准确度低、测量滞后的时间长。近年来，国内传感器正向着集成化、智能化、网络化和单片系统化的方向发展，为开发新一代温度测量系统创造了有利条件。在电加热恒温箱控制器系统的设计中，由电阻式温度传感器测量温度值并转换成电压信号，由变送器转换成标准的电压信号，经A/D转换器进行模数转换并读入单片机，经单片机处理后的温度数值，一方面送LED数码管显示；另一方面与给定值进行比较，并判断是否超限，将发出报警信号，提醒人注意并采取相应措施；否则正常显示温度数值，然后根据偏差值进行控制计算。从而进行温度的调节，使其达到指定要求。实践证明，现在采用电阻丝加热，不仅有利于避免在常规测温方法中测量误差大、准确度低、测量滞后时间长等问题，而且在节约能源和改善环境方面本设计显示出一定的优越性。恒温箱主要是用来控制温度，它为农业研究、生物技术、测试提供所需要的各种环境模拟条件，因此可广泛适用于药物、纺织、食物加工等无菌试验、稳定性检查以及工业产品的原料性能、产品包装、产品寿命等测试。随着单片机的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益广泛，具有体积小、功能强、性价比高等特点，把单片机应用于温度控制系统中可以起到更好的控温作用，恒温箱是使用单片机进行温度控制的典型应用，采用单片机做主控单元，可完成对温度的采集和控制等的要求。2、主要工作思路恒温箱在我们生活中有许多方面的运用，本事设计需要更据以前学习的知识，运用单片机作为控制核心，结合数字电路以及检测原理，设计出一台基于单片机AT89C52的恒温箱，按键可以控制恒温箱的报警上下限。总体设计需要完成恒温箱里面温度的实时检测和先12864液晶显示器上显示，单片机控制信号的输出，温度超过设限报警并LED指示灯闪烁，12864上过海可以显示时间信息，时间休息用时钟电路实现。本设计的参数要求如下:1：利用按键（自行定义）进行温度的上限和下限的设定，同时将当前温度的测量值显示在12864液晶显示器上。2：恒温箱的恒温温度设定在100摄氏度——50摄氏度以内。低于或者高于设置的这个温度，蜂鸣器报警而且LED指示等闪烁。2）恒温箱控制的允许误差在±1度中间。3）温度信号接收器输入范围在30摄氏度——120摄氏度之间，电流在4——20mA之间。3、文献综述摘要：温度测量的利用在许多的地方都有比较大的发展空间。随着现代电子信息技术的发展，许多质量好而且便宜的温度传感器被设计开发，在温度的检测控制得到了较大的利用。恒温箱的设计是常采用温度传感器采集温度，然后用单片机处理后，再控制需要加温还是减温。本文是基于单片机AT89C52的恒温箱的设计，硬件设计包括：温度传感器，按键控制，时钟，LCD显示，加温设计，控制和报警LED闪烁；软件设计包括：程序的设计等。编写的程序会在实物上做出调试，可以实现按键控制上限温度，时间显示，显示采集的温度，超限报警及LED指示闪烁。本设计考虑设计体积需求下，精度要求比较高，所以设计中用数字式温度传感元件DS18B20来采集需要的温度信息，以单片机问控制核心，12864LCD作为显示输出，实现了超限报警和恒温的控制。关键词：AT89C52;DS18B20;超限报警：液晶显示研究背景电加热恒温箱的温度是医疗、工业生产和食品加工等领域的关键，因此对温度的测量及控制始终占据着重要的地位。市场上常见的温度传感器以电压输出为主要形式，不同的传感器其非线性曲线也各不相同，缺乏一个产品应具备的通用性和互换性。温度传感器应用范围很广、使用数量很大，但是在常规的环境参数中，由于温度受其它因素影响较大，而且难以校准，因此，温度也是最难准确测量的一个参数。常规方法测量温度误差大、准确度低、测量滞后的时间长。近年来，国内传感器正向着集成化、智能化、网络化和单片系统化的方向发展，为开发新一代温度测量系统创造了有利条件。2.研究的意义及目的本设计中的电加热的恒温箱，因为考虑到他的实用性，所以恒温箱的主要设计集中在对对温度的有效管理，使它可以在我们控制的大致范围内，不会出现太大的偏差。本设计我使用的是单片机AT89C52单片机作为控制核心，通过温度采集系统采集温度信号，恒温箱的性能在很大程度上取决于对温度的控制性能，本课题采用单片机为主控制器，然后通过转换后实现发信号传送到单片机处理，在由单片机发送到各个处理后的显示部件中这样就完成了整个电路硬件的设计。本次设计的恒温箱可以人温度保持在设定的温度范围内，如果温度低于设置的温度时，蜂鸣器报警，单片机控制加热装置加热，温度慢慢升高，如果恒温箱里面的温度高于设置的温度时，单片机控制加热装置停止加热，温度慢慢降低，本设计是基于现代普通的温度测量以及处理装置，具有非常多的特点，在本设计当中，实现了多功能的智能化检测和控制，操作更加的人性化，简单实用。在硬件的基础上实现了软件的开发和多功能的控制，他的人性化水平依靠软件的开发程度。因为考虑到交互信息，故在设备上进行远距离的信息传输，方便管理和控制。1.1.设计要求恒温箱在我们生活中有许多方面的运用，本事设计需要更据以前学习的知识，运用单片机作为控制核心，结合数字电路以及检测原理，设计出一台基于单片机AT89C52的恒温箱，按键可以控制恒温箱的报警上下限。总体设计需要完成恒温箱里面温度的实时检测和先12864液晶显示器上显示，单片机控制信号的输出，温度超过设限报警并LED指示灯闪烁，12864上过海可以显示时间信息，时间休息用时钟电路实现。本设计的参数要求如下:1：利用按键（自行定义）进行温度的上限和下限的设定，同时将当前温度的测量值显示在12864液晶显示器上。2：恒温箱的恒温温度设定在100摄氏度——50摄氏度以内。低于或者高于设置的这个温度，蜂鸣器报警而且LED指示等闪烁。2）恒温箱控制的允许误差在±1度中间。3）温度信号接收器输入范围在30摄氏度——120摄氏度之间，电流在4——20mA之间。参考文献1.徐凤霞,赵成安.AT89C51单片机温度控制系统[J].齐齐哈尔大学学报,2004,3.2.褚斌,徐力.多参数新型智能变送器的设计[J].仪表技术与传感器,2000.3.DesignAndImplementationofTemperature&HumidityControlSystemBasedonAT89C51[J],2007.4.高鹏等.Protel99入门与提高[M].人民邮电出版社,2000.5.李华．电子线路设计指导[M]．北京：北京航空航天大学出版社．2005，66.赖寿宏.微型计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社,2006:91-1117.黄贤武,郑筱霞.传感器原理与应用[M].成都:电子科技大学出版社,高等教育出版社,2005:76-108.8.曹琳琳，曹巧嫒.单片机原理及接口技术[M].长沙:国防科技大学出版社，20009.潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术[M].北京:高等教育出版社，2001.710.王忠显.智能化电能参数测试仪[J].煤炭技术，2003.12：35-3911.胡汉才.单片机原理及系统设计[M].北京：清华大学出版社,200212.沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,200313.涂时亮.单片微机控制技术[M].上海:复旦大学出版社,199414.何立民.单片机高级教程应用与设计[M].北京航空航天大学出版社,2007.1.15.李德振.湿度监测系统设计方案[J].电子制作,2010.指导教师综合意见指导教师（签名）年月日二、毕业设计论文工作实施计划（一）论文的理论分析与硬件要求及其应达到的水平与结果本系统以AT89C52，DS18B20温度传感器，DS1302实时时钟，12864液晶显示模块，蜂鸣器，固态继电器模块等元件构成一个自动恒温加热装置。AT89C52做本设计的主控芯片，主要处理来自外部信号检测，采集以及控制。DS18B20温度传感器主要检测加热的实时温度，经单片机处理后显示在12864LCD液晶显示屏上。DS1302为实时钟芯片，做为系统显示时间用。电源电路经变压器变压后，再经7805稳压后为系统提供稳定的5V工作电压。蜂鸣器报警，用于系统温度超高报警用。超温指示灯当温度超出时闪烁。按键控制设置上下限温度的设置。启动/停止按键为开始启动加热和停止加热按键，每按一次可在开和关之间转换。K1为电源总开关。（二）论文工作进度与安排起讫日期工作内容和要求备注2015.1.6——1.20撰写开题报告2015.1.21——1.30完成了需求分析2015.2.1——2.20完成了电路与程序设计2015.21——3.10完成了系统测试以及完善2015.3.11——4.17撰写论文以及修改教研（研究）室意见教研（研究）室主任（签名）年月日院（系、所）意见院（系、所）负责人（签名）年月日