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电热恒温箱的微机控制系统
摘要：本文以单片机80C552为核心，设计了电热恒温箱的微机控制系统。本系统采用集成温度传感器AD590进行温度检测和处理，利用单片机中的八路十位逐次比较型A/D转换器进行信号采集。本系统还设计了越限报警功能，并用键盘设定温度值，控制电热丝进行加热，使工作间的温度稳定在某一设定值。本系统还采用了时钟芯片MC146818 显示当前的时间。当电源断电后，可以靠蓄电池供电，进行时钟计时功能及保留其内部RAM的数据。
关键字：单片机；温度传感器；温度控制系统。
Abstract
The core of this paper is 80C552 single microcomputer, designed the computer control system of the electrothermal constant temperature box.
This system adopts integration the sensor of temperature AD590 to carry on examining and dealing with temperature signal. Make use of single microcomputer eight ten roads A/D transform of machine with compare gradually to collect signal. This system designed alarm faction of over limit, and use keyboard set temperature number, control the quantity of heat supply of the electric thermal thread and to make the temperature of the workshop stable at a certain established number. This system adapt clock chip MC146818 to show the time. It is supplying power depend on the storage battery carry on the function of clock working, and the data of its internal RAM, then power is be cut.
Keywords: single chip microcomputer; temperature sensor; the temperature control system
目录
第一章 绪论. 1
1.1 背景及研究意义. 1
1.2 温度控制系统概述. 1
1.3 技术指标. 1
第二章 系统硬件设计. 3
2.1 系统各部分方案论证. 3
2.2 单片机概述. 6
2.2.1 80C552结构与特点. 6
2.2.2 80C552引脚功能和特点. 9
2.3 单片机存储器和I/O口的扩展. 13
2.3.1 存储器的扩展. 13
2.3.2 I/O口的扩展. 15
2.4 温度检测及处理电路的设计. 18
2.4.1 温度传感器AD590 18
2.4.2 检测和处理电路. 19
2.5 时钟电路. 20
2.6 键盘和显示. 22
2.7 加热后向通道的设计. 25
第三章 系统抗干扰的设计. 27
第四章 控制算法. 28
4.1 概述. 28
4.2 温度控制算法. 29
第五章 系统软件设计. 31
5.1 程序设计语言简介. 31
5.2 软件的编制. 31
第六章 结束语. 34
致谢. 35
参考文献. 36
附录：程序清单. 37
第一章 绪论
1.1 背景及研究意义
电热恒温箱是用电进行加热恒温的箱体，它有着广泛的用途，可供医疗卫生、生物、科研中用做储存菌种，细胞培养，制药行业药品检测，医院临床检验，也可在农业中作为育种、发酵、育雏菌种培养以及其他恒温实验和恒温培养。是进行科研的必需设备。老式恒温箱采用模拟电路方法，温度漂移及元器件的参数误差对温度的设定及控制精度影响较大，自动化程度低，成本高等缺陷，并且不能显示当前的温度和时间。随着计算机技术的发展，计算机控制越来越普遍，具有简单、精确、可靠、及具有智能化等特点。为了提高恒温箱的控制精度和读取温度方便，一些厂家设计了采用微机控制的电热恒温箱系统。本设计的任务是利用所学的知识，结合实际情况来设计一个电热恒温箱的微机控制系统，以实现更精确的检测温度和时间显示。
1.2 温度控制系统概述
在现代生产过程的检测和控制中，温度参数的测控量是最重要最普遍的测控项目之一，温度也是日常生活中接触最多的。随着微电子技术的发展，特别是单片型计算机的出现，体积小、成本低、精度高的单片机温度控制装置已经实现。单片机是一种高集成度的、可产生智能的芯片，其内部结构组成是一台完整的微型计算机，更由于其体积小，所以在控制领域得到广泛应用。由于单片机是按工业标准设计的，因此，它通常有很好的环境适应能力和抗干扰能力，故有很好的可靠性。随着超大规模集成电路，单片机的速度、内存量、位数等硬件性能也大为提高，采用单片机对温度控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点。因此，以单片机为核心组成的温度控制系统是一种必然的结构形式。
1.3 技术指标
本系统为电热恒温培养箱设计，其主要技术参数如下：
1．温度控制范围在室温－99.9℃，控制精度<±0.5℃。
2．要实现温度的实时检测与显示，显示采用数码管显示，共10位显示，左面6位显示当前时、分、秒，右面4位显示每次采样时的炉温。
3．显示温度的精度为±0.1℃。
该恒温培养箱硬件、软件设计合理，运行安全可靠、而且性价比高。其输出功率为500W，电源为交流220V。采用AD590进行温度检测和处理，用可控硅调功器电路实现温度控制，设置了越限报警的功能，用键盘设定温度值，控制电炉进行加热，使工作间的温度稳定在某一设定值。同时显示当前的时间，采用了时钟芯片MC146818，当电源断电后，靠蓄电池供电，进行时钟计时功能。本系统采用增量型PID算法对参数整定。
