畢業(yè)設(shè)計（論文）基于單片機(jī)的恒溫箱控制系統(tǒng)

1、泉 州 師 范 學(xué) 院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 基于單片機(jī)的恒溫箱控制系統(tǒng) 物理與信息工程 學(xué) 院 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專 業(yè) 07 級 1 班學(xué)生姓名 學(xué) 號 070303052 指導(dǎo)教師 職 稱 講師 完成日期 2011年3月 教務(wù)處 制基于單片機(jī)的恒溫箱控制系統(tǒng)物理與信息工程學(xué)院 07級電子信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師 講師【摘 要】恒溫箱控制系統(tǒng)是通過采集溫度，將溫度反饋給系統(tǒng)，與系統(tǒng)所設(shè)的溫度進(jìn)行比較，通過判斷決定進(jìn)行加熱或制冷工作。本設(shè)計采用單片機(jī)控制整個系統(tǒng)，通過按鍵設(shè)置溫度范圍，由溫度傳感器ds18b20采集箱中空氣的溫度，并反饋給stc89c51單片機(jī)，與設(shè)置的溫度進(jìn)行比較，決

2、定要進(jìn)行加熱或制冷工作。用半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行加熱、制冷工作，通過stc89c51給出指令控制兩個繼電器開關(guān)，以改變電流的正負(fù)極，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體的加熱、制冷工作，同時在半導(dǎo)體制冷片上配以風(fēng)扇，當(dāng)半導(dǎo)體朝向箱內(nèi)的一面進(jìn)行制冷工作時，風(fēng)扇可將朝向箱外加熱的一面的熱量散開，以防影響箱內(nèi)制冷效果?！娟P(guān)鍵字】stc89c51；ds1820;半導(dǎo)體制冷片；恒溫箱目錄0. 引言31. 系統(tǒng)方案設(shè)計3 1.1系統(tǒng)設(shè)計3 1.2系統(tǒng)設(shè)計方案32. 系統(tǒng)硬件設(shè)計3 2.1總體設(shè)計框圖3 2.2系統(tǒng)主要部分設(shè)計方案論證4 2.2.1單片機(jī)控制模塊4 2.2.2穩(wěn)壓模塊4 2.2.3溫度采集器件的設(shè)計方案5 2.2.4顯示方

3、案的設(shè)計5 2.2.5加熱或制冷方案的設(shè)計5 2.3各部分設(shè)計模塊介紹6 2.3.1溫度傳感器ds18b206 2.3.2顯示電路lcd16027 2.3.3繼電器控制電流正負(fù)極原理7 2.3.4半導(dǎo)體制冷片的介紹73.系統(tǒng)軟件設(shè)計8 3.1系統(tǒng)程序設(shè)計主流程圖8 3.2 ds18b20溫度采集流程圖9 3.3 lcd1602顯示流程圖94.實(shí)際調(diào)試10 4.1硬件調(diào)試10 4.2軟件調(diào)試105.系統(tǒng)實(shí)際測量106.結(jié)束語117.設(shè)計心得11 致辭11 參考文獻(xiàn)12附錄1：原理圖14附錄2：pcb圖15附錄3：總程序160.引言隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，能源、環(huán)境問題日益突出，節(jié)能、環(huán)保已成為

4、當(dāng)今社會關(guān)注的重點(diǎn)。在生產(chǎn)、生活、軍用、工業(yè)探傷等領(lǐng)域，甚至檢測疾射的學(xué)術(shù)研究和實(shí)驗(yàn)使用中，我們經(jīng)常需要一個相對特定且穩(wěn)定的溫度環(huán)境?；诤銣叵涞膹V泛使用，本作品以此為基點(diǎn)，設(shè)計制作小型恒溫箱控制系統(tǒng)。本設(shè)計以單片機(jī)stc89c51為核心，對恒溫箱進(jìn)行控制。利用溫度傳感器ds18b02作為恒溫箱的溫度檢測元件，ds18b02可以直接把測量的溫度值變換成單片機(jī)可讀取的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號而用戶無需進(jìn)行任何操作。lcd顯示屏可顯示空氣溫度及通過按鍵所設(shè)置的溫度范圍。根據(jù)溫度傳感器ds18b20反饋給單片機(jī)stc89c51的溫度與設(shè)置的溫度進(jìn)行比較，判斷進(jìn)行加熱或制冷工作，同時蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀”響聲報告箱內(nèi)

5、溫度在設(shè)置范圍之外。單片機(jī)stc89c51給予指令控制兩個繼電器，以改變電流的正負(fù)極，使系統(tǒng)進(jìn)行加熱或制冷操作。當(dāng)在箱內(nèi)的半導(dǎo)體的一面進(jìn)行制冷在箱外的一面進(jìn)行加熱時，放置在箱外半導(dǎo)體一面的風(fēng)扇便會工作，將該面的熱量散去，以防影響箱內(nèi)半導(dǎo)體一面的制冷效果，并且在加熱或制冷過程中，lcd可及時顯示恒溫箱內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)控。1.系統(tǒng)方案設(shè)計 1.1系統(tǒng)功能本設(shè)計基于溫度傳感器ds18b20采集箱內(nèi)的溫度反饋給單片機(jī)stc89c51,而單片機(jī)stc89c51判斷，并給予指令控制兩個繼電器，以控制繼電器的電流正負(fù)極，以決定半導(dǎo)體加熱或制冷，而不管進(jìn)行加熱還是制冷工作，蜂鳴器都會發(fā)出“嘀嘀”的響聲以報告此時

6、箱內(nèi)的溫度在設(shè)置的范圍之外。當(dāng)采集的箱內(nèi)溫度低于設(shè)置的最低溫度tl，則半導(dǎo)體朝向箱內(nèi)的一面加熱，朝向箱外的一面制冷；反之，當(dāng)采集的箱內(nèi)溫度高于設(shè)置的最高溫度th，則半導(dǎo)體朝向箱內(nèi)的一面制冷，朝向箱外的一面加熱，同時朝向箱外一面上的風(fēng)扇工作，將朝外一面加熱的熱量盡快散開，防止影響朝向箱內(nèi)一面的制冷效果。由此反復(fù)工作，以使箱子達(dá)到恒溫的效果。 1.2系統(tǒng)設(shè)計方案本設(shè)計的目的在于使箱內(nèi)有一個恒溫環(huán)境，當(dāng)溫度過高時要使溫度能夠降低，當(dāng)溫度過低時要使溫度能夠升高。溫度傳感器ds18b20是“一線總線”接口，且可以直接讀出被測溫度，測溫范圍大1，因此選擇ds18b20來采集溫度,。半導(dǎo)體制冷片是用直流電流

7、使其運(yùn)轉(zhuǎn)的，可以連續(xù)的工作，且既有加熱和制冷兩種功能2，使用兩個繼電器改變半導(dǎo)體的電流方向以實(shí)現(xiàn)加熱（制冷）工作。顯示方面則選用lcd1602,可以顯示英文及數(shù)字，質(zhì)量輕，耗電小，而且顯示內(nèi)容多3。整個系統(tǒng)選擇由stc89c51最小系統(tǒng)控制，stc89c51系列單片機(jī)具有強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的功能，且指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時鐘/機(jī)器周期和6時鐘/機(jī)器周期可任意選擇4。2.系統(tǒng)硬件設(shè)計 2.1總體設(shè)計框圖本設(shè)計主要由七個部分組成，總體設(shè)計框圖如下圖1所示： 圖1 總體設(shè)計框圖 2.2系統(tǒng)主要部分設(shè)計方案論證本系統(tǒng)模塊主要包括mcu處理模塊,穩(wěn)壓模塊，鍵盤和顯示模塊,溫度采集模

8、塊，半導(dǎo)體制冷或加熱模塊。 2.2.1單片機(jī)控制模塊本設(shè)計使用stc89c51控制整個電路，stc89c51系列是從引腳到內(nèi)核都完全兼容標(biāo)準(zhǔn)8051的單片機(jī)，如圖2所示，tc系列單片機(jī)，可靠性高，性價比高，選用40腳的單片機(jī)確保了i/o能夠滿足系統(tǒng)需要；具有看門狗保護(hù)功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，電路中看門狗將通過reset 信號向cpu 做出反應(yīng)，保密性能佳；只需使用max232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)化，通過串口將單片機(jī)與pc機(jī)連接，通過下載助手可以容易的將程序載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部。圖2為stc89c51外部框圖。主要特性4：與mcs-51 兼容8k字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10

9、年全靜態(tài)工作：0hz-24hz三級程序存儲器鎖定512內(nèi)部ram32可編程i/o線兩個16位定時器/計數(shù)器5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 圖2 stc89c51外部框圖 2.2.2穩(wěn)壓模塊本設(shè)計中涉及到12v和5v兩種電源，除半導(dǎo)體制冷片和繼電器使用12v電源外其余均使用5v電源， 而設(shè)計中只使用一個電源端子，必須使用穩(wěn)壓電源將12v電源轉(zhuǎn)為5v電源，本設(shè)計采用78l05三短穩(wěn)壓器件。78l05是線性降壓型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器，不僅成本較低，而且簡單易用。設(shè)計圖如圖3所示： 圖3 穩(wěn)壓模塊設(shè)計圖 2.2.3溫度采集器件的設(shè)計方案溫度采集器件使用溫度傳感器，溫

10、度傳感器包括熱電偶、熱敏電阻、rtd和ic溫度傳感器等幾種，本設(shè)計中采用ds18b20溫度傳感器，該溫度傳感器應(yīng)用時不需要任何外部器件即可實(shí)現(xiàn)測溫電路，只通過一條數(shù)據(jù)線即可實(shí)現(xiàn)通信，精度可達(dá)到0.0625，測量溫度可從-55+125，且內(nèi)部設(shè)有溫度上、下限告警功能5。設(shè)計如圖4所示：圖4 溫度采集設(shè)計圖 2.2.4顯示方案的設(shè)計顯示方式可選擇led數(shù)碼管，也可選擇字符型lcd顯示。本設(shè)計采用lcd1602液晶顯示，lcd1602不僅質(zhì)量輕，體積、功耗小，而且顯示的內(nèi)容豐富，可以顯示英文和數(shù)字。設(shè)計如圖5所示： 圖5 顯示設(shè)計圖 2.2.5加熱或制冷方案設(shè)計 本設(shè)計采用半導(dǎo)體制冷片實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的加熱

11、和制冷。mcu通過繼電器控制電流的正負(fù)極來控制制冷片的工作，通過電流方向控制從而使半導(dǎo)體制冷片實(shí)現(xiàn)切換于制冷與加熱的狀態(tài)。由于半導(dǎo)體制冷片沒有任何滑動部件，所以它的靜音效果特別好，降溫時不使用任何化學(xué)添加劑，也不產(chǎn)生氟利昂6。該方案選擇半導(dǎo)體制冷片不僅環(huán)保，而且溫控范圍廣。設(shè)計圖如圖6所示：圖6 實(shí)現(xiàn)加熱、制冷功能設(shè)計圖 2.3各部分設(shè)計模塊介紹 2.3.1溫度傳感器ds18b20溫度傳感器ds18b20是數(shù)字式溫度傳感器，是一種改進(jìn)型的只能溫度傳感器，“一線總線”接口，相對于傳統(tǒng)溫度傳感器精度高、穩(wěn)定性好、電路簡單、控制方便。能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912位的

12、數(shù)字值讀數(shù)方式5。ds18b20的性能特點(diǎn)5：可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：3.05.5v； 測溫范圍：-55+125；無須外部器件，獨(dú)特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信； 多個ds18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；零待機(jī)功耗；用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置；報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；可編程的分辨率為912位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625；負(fù)壓特性：電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。ds18b20的引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別如圖7、圖8所示：圖7 ds18b20的引腳圖 圖8 ds18

13、b20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ds18b02內(nèi)部結(jié)構(gòu)由64位光刻rom、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警器th和tl、配置器四個部分組成。溫度的測量是：當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令執(zhí)行后，經(jīng)轉(zhuǎn)換而獲得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲器的第0和第1個字節(jié)。單片機(jī)通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625/lsb形式表示。對應(yīng)的溫度計算：當(dāng)符號位s=0時，表示測得的溫度值為正值，可直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)s=1時，表示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計算十進(jìn)制值。 ds18b20完成溫度轉(zhuǎn)換后，將測得的溫度值與ram中的th、tl字節(jié)內(nèi)容進(jìn)行比較。如果tth，或者ttl，

14、則將該器件內(nèi)的報警標(biāo)志位置位，并對主機(jī)發(fā)出的報警搜索命令作出響應(yīng)。 在64位rom的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（crc）。主機(jī)根據(jù)rom的前56位來計算crc值，并存入ds18b20的crc值作比較，以判斷主機(jī)收到的rom數(shù)據(jù)是否正確。 2.3.2顯示電路lcd1602本設(shè)計中顯示部分采用的是lcd1602液晶顯示模塊，具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富，超薄輕巧7等優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的運(yùn)用。字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件。lcd1602液晶顯示屏不僅可以顯示兩行，每行16個字符，采用單+5v電源供電，而且外圍電路配置簡單，價格便宜

15、，具有很高的性價比。 lcd1602外觀如圖9所示：rs r/w e db0db7 v0 vss vdd leda ledk 4 5 6 714 3 1 2 15 16 圖9 lcd1602外觀圖液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示的區(qū)域進(jìn)行控制，有電通過的地方就會顯示，而沒電通過的地方則就不會顯示，這樣即可顯示出相應(yīng)的圖形。lcd1602液晶模塊內(nèi)部的存儲器存儲了160個不同的點(diǎn)陣字符圖形，而這些字符每一個都有一個固定的代碼，只要將字符的代碼即地址發(fā)送我們便可看到相應(yīng)的點(diǎn)陣字符7。 2.3.3 繼電器控制電流正負(fù)極原理繼電器一共有五個引腳，其中一邊有三只腳，中間是輸出出點(diǎn)的公

16、共端子，另外兩個引腳是線圈引腳，即接驅(qū)動端，還有兩個腳分別是常開和常閉點(diǎn)。將公共端子和常開或常閉引腳連接，即可控制繼電器的開關(guān)8。通過控制與兩個繼電器連接的兩個單片機(jī)引腳的高低電平即可實(shí)現(xiàn)電流正負(fù)極的改變。 2.3.4半導(dǎo)體制冷片的介紹半導(dǎo)體制冷片也叫熱電制冷片，是一種熱泵，他的工作原理是用直流電源，它既可制冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定該半導(dǎo)體制冷片兩面哪面加熱哪面制冷，而這個結(jié)果的產(chǎn)生采用的就是通過熱電的原理。半導(dǎo)體制冷片的優(yōu)點(diǎn)是不需要任何的制冷劑，沒有污染源，沒有滑動部件，是一種固體片件，工作是沒有噪音、振動，壽命長，安裝容易。半導(dǎo)體制冷片雖然可以進(jìn)行制冷工作，又可以進(jìn)行加熱工

17、作，但是制冷效率一般不高，而制熱效率比較高，一般都大于1。它的溫差范圍可以從-130到+90。半導(dǎo)體制冷片的工作原理是：當(dāng)一塊n型半導(dǎo)體材料和一塊p型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成電偶對時，在這個電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由n型元件流向p型元件的接頭吸熱熱量，成為冷端,由p型元件流向n 型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小則是通過電流的大小以及半導(dǎo)體材料n、p的元件對數(shù)來決定9。 半導(dǎo)體制冷片的特點(diǎn)9：a、 不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉(zhuǎn)部件，不會產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，沒有滑動部件，是一種固體片件，工作時沒有振動、噪音、壽命長、安裝容易。b、 半導(dǎo)體制冷片具有兩種功

18、能，既能制冷。又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠(yuǎn)大于1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)。c、 半導(dǎo)體制冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實(shí)現(xiàn)遙控、程控、計算機(jī)控制，便于組成自動控制系統(tǒng)。d、 半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差。e、 半導(dǎo)體制冷片的反向使用就是溫差發(fā)電，半導(dǎo)體制冷片一般適用于中低溫區(qū)發(fā)電。f、 半導(dǎo)體制冷片的單個制冷元件對的功率很小，但組成電堆，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話，功率就可以

19、做得很大，因此制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。而半導(dǎo)體制冷片的溫差范圍，從正溫90c到負(fù)溫度130c都可以實(shí)現(xiàn)。3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計 3.1系統(tǒng)程序設(shè)計主流程圖系統(tǒng)程序主流程圖如圖10所示：圖10 系統(tǒng)程序設(shè)計主流程圖如圖10所示，本設(shè)計中控制模塊采用stc89c51，將ds18b20所采集到的溫度和按鍵所設(shè)置的溫度送到lcd顯示出來，同時判斷ds18b20所采集的溫度是否在設(shè)置的溫度范圍之內(nèi)，并比較大小，給出指令以控制半導(dǎo)體加熱或制冷工作。 3.2 ds18b20溫度采集流程圖ds18b20溫度采集流程圖如圖11所示：圖11 ds18b20溫度采集流程圖ds18b20從測溫結(jié)束到將溫度轉(zhuǎn)

20、化為數(shù)字量需要一定的轉(zhuǎn)化時間，所以要保證足夠的延時時間以保證轉(zhuǎn)換結(jié)果的正確性。 3.3 lcd1602顯示流程圖lcd1602顯示流程圖如圖12所示：圖12 lcd1602顯示流程圖 4.實(shí)際調(diào)試 4.1硬件調(diào)試根據(jù)畫好的電路圖畫好pcb圖，制好板并焊接，焊接好后檢查電路是否有錯誤，并檢查焊接是否有出現(xiàn)短路、斷路或虛焊等情況。利用串口下載程序到實(shí)驗(yàn)板中，看是否可以下載程序。將ds18b20溫度傳感器、lcd1602子程序下載至單片機(jī)stc89c51，檢查ds18b20溫度傳感器是否能正確采集到溫度，lcd1602能否正常工作，顯示結(jié)果。通過按鍵設(shè)置溫度范圍，檢查蜂鳴器是否可以按照預(yù)期的，當(dāng)溫度

21、不在設(shè)置的范圍之內(nèi)時會發(fā)出“嘀嘀”的聲響。利用單片機(jī)stc89c51給出指令，檢查半導(dǎo)體制冷片是否能正常進(jìn)行加熱或制冷工作。檢測結(jié)果每部分均能正常工作，說明硬件部分沒問題。 4.2軟件調(diào)試將寫好的程序進(jìn)行編譯，編譯成功后下載至實(shí)驗(yàn)板上，發(fā)現(xiàn)未能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，lcd1602上顯示的溫度固定在85，分析可能是因?yàn)檠訒r不夠?qū)е?，檢查程序延時時間是足夠的。重新嘗試，結(jié)果一樣，將ds18b20溫度傳感器子程序載入單片機(jī)，lcd顯示的還是一樣的結(jié)果，始終保持不變的溫度，溫度傳感器ds18b20雖然可以工作，但是可能由于某方面的原因無法正常工作。重新?lián)Q一個ds18b20溫度傳感器發(fā)現(xiàn)溫度可以正常顯示。通過

22、按鍵設(shè)置溫度范圍，當(dāng)箱內(nèi)的溫度在設(shè)置的溫度范圍內(nèi)時，蜂鳴器不會發(fā)出“嘀嘀”聲響，并且溫度半導(dǎo)體不會進(jìn)行工作，而當(dāng)溫度不在設(shè)置的溫度范圍內(nèi)時，蜂鳴器便會發(fā)出“嘀嘀”的聲響，以示警告，并且半導(dǎo)體進(jìn)行加熱和制冷工作。當(dāng)箱內(nèi)的溫度高于設(shè)置的最高溫度時，半導(dǎo)體箱內(nèi)的一面會進(jìn)行制冷，箱外的一面則進(jìn)行加熱工作，同時風(fēng)扇也開始工作。相反當(dāng)箱內(nèi)的溫度低于設(shè)置的最低溫度時，半導(dǎo)體箱內(nèi)的一面會進(jìn)行加熱工作，箱外的一面進(jìn)行制冷工作，此時風(fēng)扇停止工作。發(fā)現(xiàn)當(dāng)半導(dǎo)體箱內(nèi)的一面進(jìn)行加熱工作時，溫度升得很慢。將半導(dǎo)體拿下直接用直流穩(wěn)壓電源，電壓用12v同時將電流慢慢增加，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體加熱的一面溫度升得很快。分析結(jié)果是因?yàn)橛?2

23、v直流電源直接從插頭引出的電壓雖然足夠達(dá)到12v但是電流太小，導(dǎo)致半導(dǎo)體加熱的一面工作效率不高，溫度上升得比較慢。5. 系統(tǒng)實(shí)際測量系統(tǒng)實(shí)際測量如圖13所示，因電源是直接從插座引入12v電壓，電流較小，溫度的改變較慢。當(dāng)且箱內(nèi)溫度高于設(shè)置的最高溫度時，半導(dǎo)體箱外的一面進(jìn)行加熱工作時，風(fēng)扇才會工作。圖13 實(shí)際測量圖 測量過程中不斷改變最高溫度和最低溫度，在不同的天氣下（使恒溫箱內(nèi)的實(shí)際溫度不同）分別測量。當(dāng)實(shí)際溫度在最高溫度和最低溫度時，溫度保持不變，受空氣和箱子的密封性影響有時會有稍許的改變，但是改變的范圍很小；當(dāng)實(shí)際溫度低于所設(shè)置的最低溫度時，蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀”的聲音，半導(dǎo)體朝向箱內(nèi)的一面

24、會加熱使箱內(nèi)的溫度升高到設(shè)置的最低溫度，然后保持不變；當(dāng)實(shí)際溫度高于所設(shè)置的最高溫度時，蜂鳴器發(fā)出“嘀嘀”的聲音，半導(dǎo)體朝向箱內(nèi)的一面會進(jìn)行制冷工作使箱內(nèi)的溫度降低到設(shè)置的最高溫度，然后保持不變。將部分測量記錄成表1：表1 部分測量記錄表tl()th()實(shí)際溫度（）一段時間后的溫度（）152318.518.5121719.0 17.0 132019.519.5182118.918.9122119.319.3192218.819.0 測量過程中曾試過將最低溫度和最高溫度設(shè)置成一樣的，這樣可使得恒溫箱永遠(yuǎn)保持在一個溫度點(diǎn)，但是效果較差，始終無法使使恒溫箱保持在一個溫度點(diǎn)，而只能保持在一個溫度范圍內(nèi)

25、。原因在于半導(dǎo)體制冷片同時具有加熱和制冷功能，當(dāng)有電流通過的時候半導(dǎo)體制冷片一定會工作，或加熱或制冷，而不可能不工作，所以恒溫箱始終只能保持在一個溫度范圍內(nèi)，而無法保持在一個溫度點(diǎn)上。6.結(jié)束語本次設(shè)計的恒溫箱控制系統(tǒng)主要是以stc89c51為控制核心，通過按鍵設(shè)置溫度范圍，以ds18b20溫度傳感器采集溫度，相關(guān)信息則是通過無背光顯示屏lcd1602顯示，半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行加熱或制冷工作，通過stc89c51給予指令控制繼電器改變電流的正負(fù)極以控制半導(dǎo)體的加熱或制冷工作，蜂鳴器可以報警，以示溫度是否在設(shè)置范圍之內(nèi)。這次設(shè)計的恒溫箱控制系統(tǒng)成本低，易于實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)實(shí)生活中被廣泛應(yīng)用，具有一定的實(shí)用

26、意義。本設(shè)計的不足之處就是電源的選擇，設(shè)計中是用12v直流電源直接提供，雖電壓可以達(dá)到要求但是由于電流太小，導(dǎo)致半導(dǎo)體工作效率較低。當(dāng)然，本設(shè)計也還有可以改進(jìn)的地方，比如可以給系統(tǒng)配上語音功能，以實(shí)現(xiàn)報溫功能。6. 設(shè)計心得本次設(shè)計是硬件與軟件的相結(jié)合，讓我學(xué)到了很多以前所沒學(xué)到的，這次用的器件部分是以前沒用過的，我翻閱了很多相關(guān)書籍，這不僅讓我學(xué)習(xí)到了更多的知識，同時也讓我懂得了更得的學(xué)習(xí)方法。在這以前我的軟件編程一直很差，通過這次的設(shè)計，我的軟件編程能力有了一定的提高。整個設(shè)計做下來，雖然碰到不少問題，但都一一解決，在檢測自己所學(xué)知識的掌握情況的同時也提高了自己的分析問題能力以及解決問題的

27、能力。 致謝在本次的畢業(yè)設(shè)計中，林順達(dá)老師給了我很大的支持，在各方面都給予了我寶貴的意見，在整個畢業(yè)設(shè)計過程中給予我關(guān)心，給予我悉心的指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利的完成，對此我表示由衷的感謝。同時衷心感謝林配暉同學(xué)在這次畢業(yè)設(shè)計中給予我的指導(dǎo)與幫助。參考文獻(xiàn)：1趙健.基于ds18b20溫度傳感器溫室測溫系統(tǒng)設(shè)計j.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008年25期.2徐德勝.半導(dǎo)體制冷與應(yīng)用技術(shù)m.上海：上海交通大學(xué)出版社，1999.3王立文，邵曉根，席建中,等.lcd1602在co2增施控制器中的應(yīng)用j.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（33）.4張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用m.北京：高等教育出版社,2006.5李鋼，

28、趙彥峰.1-wire總線溫度傳感器ds18b20原理及應(yīng)用j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，28（21）.6半導(dǎo)體制冷片.百度百科.7于志贛，劉國平，張旭斌.液晶lcd1602模塊的應(yīng)用j.機(jī)電技術(shù)，2009，32（3）.8繼電器.百度百科.9半導(dǎo)體制冷片.百度百科.the constant temperature box based on single-chip microcomputer control systemcolloge of physics and information engineering electronic information science and technolog

29、y major 070303052 zhang xiao-fen lin shun-da lecturerabstract: thermostat control system is a system that gathers heat,and then delivers the heat to the system to compare the temperature with the set temperature in the system,from which to decide whether to heat up or refrigerate the temperature.thi

30、s design aims to utilize single-chip microcomputer to control the whole system.temperature can be set by pressing the button, and the temperature of the air in the thermostat is gathered and reflected to the single-chip microcomputer stc89c51 by temperature sensor ds18b20 to make a comparison betwee

31、n the sensed temperature and the set temperature and then temperature adjustment will be made. this design applys semiconductor refrigeration chip to heat up or refrigerate the temperature.the single-chip microcomputer stc89c51 will give orders to control the state of the two relays,through which th

32、e polarity of electric current will be changed and the operation of temperature adjustment of the semiconductor can be accomplished.meanwhile,there is a fan in the semiconductor refrigeration chip,therefore,when the semiconductor do the job of refrigeration to the inside side of the incubator, the p

33、an will disperse the heat heated in the outside side in case of affecting the refrigeration results. key words:stc89c51; ds1820; semiconductor refrigeration slices.;thermostatic box附錄1：原理圖 附錄2：pcb圖附錄3：主程序#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dq = p37; /定義ds18b20端

34、口dq sbit beep=p36 ; /蜂鳴器驅(qū)動線sbit jdq1=p27;sbit jdq2=p26;bit presence,flag;bit compare_th,compare_tl,alarm_on_off=0,temp_th,temp_tl;sbit lcd_rs = p35; sbit lcd_rw = p34;sbit lcd_en = p33;sbit k1 = p20;sbit k2 = p21;sbit k3 = p22;sbit k4 = p23;uchar code cdis1 = read_romcord ;uchar code cdis2 = ;uchar

35、code cdis3 = ds18b20 err0r ;uchar code cdis4 = please check ;uchar code cdis5 = temp: ;uchar code cdis6 = th: tl: ;unsigned char data temp_data2 = 0x00,0x00;unsigned char data temp_alarm2 = 0x00,0x00;unsigned char data display5 = 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00; /溫度值顯示unsigned char data display13 = 0x00,0x

36、00,0x00; /溫度報警值顯示/unsigned char code ditab16 = 0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,/ 0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09;unsigned char data romcode8 = 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;unsigned char code mytab18 = 0x0c,0x12,0x12,0x0c,0x00,0x00,0x00,0x00;unsigned char code mytab28 = 0x01,0x1b,0x1d,0x19,0x1d,0x1b,0x01,0x00;/小喇叭#define delaynop(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_