计算机控制系统设计报告设计名称：恒温箱温度计算机控制系统设计姓名:高川学号：201218５1班级：自动化120３学院:信息工程学院任课教师：聂诗良２０15年11月21日基于单片机得恒温箱控制系统设计摘要：本设计就是基于AＴ8９C５2单片机得恒温箱控制系统,系统分为硬件与软件两部分,其中硬件包括：电源、温度传感器、显示屏、控制、晶闸管驱动与报警得设计;软件包括:键盘管理程序设计、显示程序设计、PID控制程序设计与温度报警程序设计。编写程序结合硬件进行调试，能够实现设置与调节初始温度值，进行液晶显示，当加热到设定值后立刻报警。本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高得数字式温度传感元件DS1８Ｂ20作为温度采集器，单片机AT８9C5２为主控芯片,液晶作为显示输出，实现了对温度得实时测量与恒定控制。关键词：单片机、晶闸管、恒温、PID算法。引言：本课题采用单片机控温度实现恒温控制,这个环节有温度传感器将恒温箱内得温度信号传输给单片机,单片机通过对输入得温度信号与设定值比较，再把比较后得信号通过ＰIＤ控制器得出控制信号,从而保持控制晶闸管得通断状态,达到平滑得控制灯泡两端电压实现对恒温箱温度得全程控制.本课题设计要求30cm10cm木箱或纸箱白炽灯泡≤100W自制恒温箱要求如下图所示，恒温箱采用木箱或纸箱（外形尺寸不大于３０cm×3０ｃm×3０cm），内置白炽灯泡（功率不大于1０0W）用于加热。(1)温度采集传感器采用热电阻或热电偶,或一体化数字温度传感器ＤS1８Ｂ２0.（2）控制灯泡亮度或发热量,采用可控硅平滑控制。（3)采用单片机89Ｃ5１作为控制器.(4）采用LＣＤ得液晶显示器作为显示器,同时显示给定温度与实际温度。（5）采用自制按键得键盘作为温度给定值输入。(6)恒温箱实际温度达到给定值时（误差要求±1℃)需声光提示,声音延时5秒后停止。(７）恒温箱最高温度≤100℃。二、设计方案１、电源模块对于电源模块,利用变压器把220V得交流电转为正负１２V得交流电,再用二极管桥式整流电路，整流出直流电，之后用电容滤波。温度传感器采用数字式温度传感器ＤS18B2０,此类传感器为数字式传感器,可以直接将温度信号变成单片机需要得数字信号,此过程就可以不需要A/Ｄ转换,从成本与优化系统得角度上，就是合适得。另外其测量精度高,抗干扰能力强,测量范围-5５℃~+12５℃。3、显示部分１602液晶也叫1６０２字符型液晶，它就是一种专门用来显示字母、数字、符号等得点阵型液晶模块。显示字母与数字比较方便，控制简单,成本较低.我们设计得系统需要显示更多得信息，所以考虑显示功能更好得液晶显示，要求能显示更多得数据,增强显示信息得可读性,瞧起来更方便.输出控制采用晶闸管,控制信号与输出信号可以很好得隔离,增强了系统得安全性与抗干扰能力，同时能有效平滑得控制电压得输出以及对温度得精确控制，本课题采用得晶闸管为BTA１６--600B,其电压V=〉600Ｖ，触发电流I＜＝(18mA～25ｍＡ)。三、硬件电路设计及工作原理1、系统功能及工作流程介绍根据恒温箱控制器得功能要求，以AT89Ｃ５2作为电路系统得控制核心。恒温箱控制器得总体布局如下图所示。按键将设置好得温度值传给单片机,通过温度显示模块1６02显示出来.初始温度设置好后，单片机开启输出控制模块，使电灯泡开始加热,同时将从数字温度传感器DＳ1８B20测量到得温度值实时得显示出来，当加热到设定温度值时,单片机控制声光报警模块,发出声光报警,当超过设置温度关闭电灯泡.当自然冷却到设定温度以下时,单片机再次启动电灯泡,如此循环反复,以达到恒温控制得目得。２、输出控制电路加热电路中采用MOC3023得目得就是实现强电与弱电得隔离，其在电路中得工作原理就是单片机根据传感器与设定开关输入得控制指令,控制电器得电源通断。ＢTA16就是小型塑封双向晶闸管，当电源控制电路得输出管脚送出得开关控制指令为高电平,MＯC３023截止,ＢTA1６截止，电器被关闭；当电源控制电路送出得开关控制指令为低电平,MOC3０2３导通,ＢTＡ16导通，电器被打开.R4就是BTA16得保护电路.光耦控制输出3、显示电路1602液晶也叫1602字符型液晶它就是一种专门用来显示字母、数字、符号等得点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5Ｘ11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符.显示电路采用ＬＣＤ１6０2液晶显示，如图(7)所示，图中只画出了其相应得接口,3脚用于调节LCD160２得背光，４、５、6为LＣD1602得控制口,用于控制其写入或就是读出指令，7至1４脚为LCD1602得数据口，将数传送到LＣD1602中。4、温度越线报警电路