沈阳工程学院智能仪器课程设计恒温箱

恒温箱温度控制器的设计I沈 阳 工 程 学 院智能仪器课 程 设 计设计题目： 恒温箱温度控制器设计 系 别 自动化 班级 测控 131 学生姓名 学号 指导教师 吕勇军 职称 教授 起止日期： 2016 年 8 月 27 日起至 2015 年 9 月 9 日止沈阳工程学院课程设计（论文）II沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目： 恒温箱温度控制器设计 系 别 自动化 班级 测控 131 学生姓名 学号 指导教师 吕勇军 职称 副教授/教授 课程设计进行地点： F 座 任 务 下 达 时 间： 2015 年 11 月 5 日起止日期： 2016 年 8 月 29 日起至 2015 年 9 月 9 日止教 研 室 主 任 吕 勇 军 年 月 日批准恒温箱温度控制器的设计III恒温箱温度控制器设计1.设计主要内容及要求；设计一个恒温箱温度控制器。要求：1）硬件电路设计，包括原理图和 PCB 板图。2）温度控制器软件设计。3）要求能够设定温度控制范围、测量并显示实际温度、采用 PWM 控制加热源以达到恒温控制。2.对设计论文撰写内容、格式、字数的3.要求；（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于 3000 字。（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。（3）.论文要求打印，打印时按沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范的要求进行打印。（4）. 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。3.时间进度安排；顺序 阶段日期 计 划 完 成 内 容 备注1 8 月 29 日 教师讲解题目，学生查阅相关资料2 8 月 30 日 查阅相关资料、进行方案论证3 8 月 31 日 参数计算、确定方案4 9 月 1 日 绘制原理图，设计 PCB 板图5 9 月 2 日 设计 PCB 板图，程序设计6 9 月 5 日 程序设计7 9 月 6 日、7 日程序调试8 9 月 8 日 撰写论文,论文答辩7 9 月 9 日 论文答辩，成品验收沈阳工程学院课程设计（论文）IV沈 阳 工 程 学 院智能仪器 课程设计成绩评定表系（部）： 自动化 班级： 学生姓名： 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容 具 体 要 求 权重 评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。 0.1 5 4 3 2工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.2 5 4 3 2工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。 0.2 5 4 3 2说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.5 5 4 3 2指导教师评审成绩（加权分合计乘以 12） 分 加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容 具 体 要 求 权重 评 分加权分查阅文献 查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力 0.2 5 4 3 2工作量 工作量饱满，难度适中。 0.5 5 4 3 2说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.3 5 4 3 2评阅教师评审成绩（加权分合计乘以 8） 分 加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩 分恒温箱温度控制器的设计V中 文 摘 要恒温控制是工业生产过程中举足轻重角色,温度的控制直接影响着工业生产的产量和质量。本设计是基于 c8051f020 单片机的恒温箱控制系统,系统分为硬件和软件两部分,其中硬件包括:温度传感器、显示、控制和报警的设计；软件包括：键盘管理程序设计、显示程序设计、控制程序设计和温度报警程序设计。编写程序结合硬件进行调试，能够实现设置和调节初始温度值，进行数码管显示，当加热到设定值后立刻报警。另外，本系统通过软件实现对按键误差、加热过冲的调整，以提高系统的安全性、可靠性和稳定性。本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件 DS18B20作为温度采集器，单片机 c8051f020 作为主控芯片，数码管作为显示输出，实现了对温度的实时测量与恒定控制。 关键词 单片机、温度传感器、恒温、控制、报警沈阳工程学院课程设计（论文）VI目 录课程设计（论文）任务书课程设计（论文）成绩评定表中 文 摘 要 .I1 设计任务描述 .- 1 -1.1 设计题目：恒温箱温度控制器设计 .- 1 -1.2 设计要求 .- 1 -1.2.1 设计目的 .- 1 -1.2.2 基本要求 .- 1 -1.2.3 发挥部分 .- 1 -2 设计思路 .- 2 -3 设计方框图 .- 3 -4 各部分电路设计及参数计算 .- 4 -4.1 DS18B20 测温电路 .- 4 -4.2 控制器驱动电路 .- 4 -4.2.1 电源 .- 5 -4.2.2 复位、震荡电路 .- 5 -4.3 显示电路 .- 7 -4.4 PWM 控制输出电路 .- 8 -4.5 功能按键设计 .- 9 -5 工作过程分析 .- 10 -小 结 .- 11 -致 谢 .- 12 -参考文献 .- 13 -附 录 A 逻辑电路图 .- 14 -附 录 B PCB 电路图 .- 15 -附 录 C 程序 .- 16 -恒温箱温度控制器的设计- 1 -1 设计任务描述1.1 设计题目：恒温箱温度控制器设计1.2 设计要求1.2.1 设计目的通过课程设计，让学生了解智能仪器设计的过程。1.2.2 基本要求设计一个恒温箱温度控制器。要求：1）硬件电路设计，包括原理图和 PCB 板图。2）温度控制器软件设计。3）要求能够设定温度控制范围、测量并显示实际温度、采用 PWM 控制加热源以达到恒温控制。1.2.3 发挥部分1、报警沈阳工程学院课程设计（论文）- 2 -2 设计思路单片机已经在测控中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信号以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用到很多领域。 单片机的接口信号是数字电信号，选用 DS18b20 作为温度信号的检测元件作为检测端，电路简单，测量精确。在温度控制器中应用单片机，具有设计简单、可靠性高、控制精度高，功能易扩展，有较强的通用性等优点。温度控制器主要实现对恒温箱温度的控制，并满足不同用户的个性需求。因此一个较完善的控制器应具有以下功能：温度的测量与显示、用户设定功能(如温度设定，定时设定等)、 对电加热管的控制功能、 一些功能键(如定时自动加热、恒温控制、手动加热等)， 安全措施(漏电检测、安全失效保护、限温保护等)。本文将采用一种数字温度传感器来实现基于 51 单片机的恒温箱控制系统设计。 整个控制系统分为硬件电路设计和软件程序设计两部分。 恒温箱温度控制器的设计- 3 -3 设计方框图图 3.1 系统框图沈阳工程学院课程设计（论文）- 4 -4 各部分电路设计及参数计算4.1 DS18B20 测温电路采用数字温度传感器 DS18B20，DS18B20 提供九位温度读数，测量范围-55125，采用独特 1-WIRE 总线协议，只需一根口线即实现与 MCU 的双向通讯，具有连接简单，高精度，高可靠性等特点。并且,DS18B20 支持一主多从,若想实现多点测温,可方便扩展。信息经过单线接口送入 DS18B20 或从 DS18B20 送出，因此从微处理器到 DS18B20 仅需连接一条信号线和地线。读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。 图 4.1.1 温度传感器测量电路DS18B20 数字温度计是 Dallas 公司生产的 1-Wire 器件，即单总线器件。与传统的热敏电阻有所不同，DS18B20 可直接将被测温度转化成串行数字信号，以供单片机处理，具有连