恒温箱温度控制系统设计

一·设计任务恒温箱工作在70℃-80℃，精度0.1℃，有越线报警。具有断电保护，报警等功能。二·原理框图三．总体方案本次设计的以“AT89C52单片机”为核心，模数转换器和LED数码管为主的硬件电路。用C语言编写程序为软件。做成一个自动控制的恒温箱。其主要功能是通过数字温度传感器DS18B20实时测量箱内的温度，并及时的显示。并通过报警功能实时监控恒温箱的工作状态，同时采用后备电源实现断电保护功能。四·系统器件分析1、温度传感器本实验采用数字温度传感器DS18B20,与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且可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。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高，成本更低。测量温度范围为～55℃～+125℃。C，在一10℃～+85℃。C范围内，精度为±0.5℃。DS1822的精度较差为±2℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。2．单片机本次设计选择AT89C52作为单片机，AT89C52是美国的ATMEL公司生产的CMOS8位单片机有着低电压，高性能的特性，片内含有8kbytes的可反复擦写被控对象传感器变送器A/DCPUD/A键盘显示变送器执行器存储器的只读程序存储器Flash和256bytes的随机存取数据存储器，器件采用的是ATMEL公司的高密度、非易失性存储的技术生产，还兼容标准MCS-51系统指令，片内置通用Flash存储单元和8位中央处理器3.报警报警功能由蜂鸣器实现，当由于意外因素导致电阻炉温度高于设置温度时，单片机驱动蜂鸣器鸣叫报警。报警上限温度值为预置温度+5℃，即当前温度上升到高于预置温度+5℃时报警，并停止加热；报警下限温度值设为预置温度-5℃，即当前温度下降到低于预置温度-5℃，且报警允许时报警，这是为了防止开始从较低温度加温时误报警。报警的同时也关闭电电炉。4.断电保护温箱断电后将由后备电源继续提供电源，达到保护器件的目的。5.A/D转换器ICL7135是美国的Intersil公司是较流行的双积分A/D转换器，其具有4位半的精度（相当于14位A/D的转换器），自动校零，自动极性输出，单基准电压，动态字位扫描BCD码输出。ICL7135具有精度高（相当于14位双积分型A/D转换），价格低的优点.其转换速度与时钟频率相关。所以选择ICL7135为这次设计的A/D转换器。五．硬件原理框图六·控制算法PID调节是连续系统中技术最成熟的、应用最广泛的一种控制算方法。它结构灵活，不仅可以用常规的PID调节，而且可以根据系统的要求，采用各种PID的变型，如PI、PD控制及改进的PID控制等。它具有许多特点，如不需要求出数学模型、控制效果好等，特别是在微机控制系统中，对于时间常数比较大的被控制对象来说，数字PID完全可以代替模拟PID调节器，应用更加灵活，使用性更强。所以该系统采用PID控制算法。单片机系统温度显示键盘声音报警A/D转换器变送器传感器可控硅触发电路存储器恒温箱电炉后备电源七·系统流程图开始设定温度范围采集数据当前温度与预设温度比较上限值－5℃当前温度？开电炉返回关电炉报警报警下限值+5℃当前温度？NONYY