【正文】 中常用的顯示電路有LED顯示、LCD顯示。應(yīng)用固件的產(chǎn)生/更新能力實現(xiàn)了 ISP 的大范圍應(yīng)用。并行編程方式提供了高速的分組編程（頁編程）方式，可節(jié)省編程成本和上市時間。從該特性獲益的另一種方法是將時鐘頻率減半而保持特性不變，這樣可以極大地降低電磁干擾(EMI)。P89V51RD2 的典型特性是它的 X2 方式選項。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，Atmel的AT89C51是一種高效微控制器。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。但是可以實現(xiàn)在線仿真，用起來比較方便。P89V51RD2還集成了SPI(串行外圍接口)，增強型UART，PCA(可編程計數(shù)器陣列)，具有PWM和捕獲／比較功能，尤其是P89V51RD2支持在系統(tǒng)軟件調(diào)試和在系統(tǒng)編程的功能，這使得我們在用其開發(fā)產(chǎn)品時可以完全拋開仿真器和編程器，進而大大減少了產(chǎn)品開發(fā)的成本和時間。P89V51RD2是Philips公司新推出的一款功能非常強大的微處理器。該芯片有4個8位并行I/O接口：P0、PPP3，128個字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，但沒片內(nèi)程序存儲器，需擴展，價格便宜。方案一：選擇8031單片機8031單片機是Intel公司生產(chǎn)的MCS51系列單片機中的一種，除無片內(nèi)ROM外，其余特性與MCS51單片機基本一樣。處理后的數(shù)據(jù)，一方面送LED數(shù)碼管顯示；另一方面與檢測開關(guān)設(shè)定的溫度控制值進行比較，并判斷是否超限，通過PID控制算法進行調(diào)節(jié)，運算結(jié)果返回單片機，現(xiàn)在采用電阻絲加熱，從而進行溫度的調(diào)節(jié)，以保持恒定的溫度。2℃）；B. 定時時間：0~24小時范圍內(nèi)靈活定時或長期定時；C. 顯示：采用4位LED七段碼顯示恒溫箱內(nèi)溫度和定時時間；D. 提示功能：定時時間到，進行聲音提示。本課題采用單片機實現(xiàn)對溫度的控制，對溫度的控制精度有較高的要求。完成的工作內(nèi)容：A. 在明確恒溫箱溫度控制系統(tǒng)功能要求的前提下繪制出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；B. 根據(jù)恒溫箱溫度控制系統(tǒng)工作原理框圖和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖以P89V51RD2芯片為核心，選擇控制系統(tǒng)所需的硬件并畫出硬件電路原理圖；C. 了解基于P89V51RD2的恒溫箱溫度檢測控制系統(tǒng)的C51部分軟件程序，并編寫軟件程序；D. 總結(jié)在設(shè)計過程中所出現(xiàn)的錯誤，避免將來在工作中出現(xiàn)同樣的問題。溫度傳感器Pt100采集當(dāng)前溫度的模擬信號，信號經(jīng)過運算放大器兩級放大后送給A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量再送給單片機，單片機通過PID算法計算發(fā)出控制指令控制晶閘管的通斷，根據(jù)晶閘管的通斷的時間長短來控制電加熱器加熱的功率，使溫度達到用戶設(shè)定值上，且誤差不超過2℃。單片機外圍電路包括傳感器電路、鍵盤電路、數(shù)碼顯示電路、定時報警電路、和加熱電路。 課題研究內(nèi)容產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不同，因而所采用的控制算法也不同。箱內(nèi)溫度可保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)設(shè)置的溫度低于當(dāng)前的溫度時，單片機通過雙向晶閘管控制加熱電路連通，溫度慢慢升高；當(dāng)設(shè)置的溫度高于當(dāng)前的溫度時，單片機通過雙向晶閘管控制加熱電路斷開，溫度慢慢下降。隨著單片機的飛速發(fā)展，通過單片機對被控對象進行控制日益廣泛，具有體積小、功能強、性價比高等特點，把單片機應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng)中可以起到更好的控溫作用，恒溫箱是使用單片機進行溫度控制的典型應(yīng)用，采用單片機做主控單元，可完成對溫度的采集和控制等的要求。實踐證明，現(xiàn)在采用電阻絲加熱，不僅有利于避免在常規(guī)測溫方法中測量誤差大、準確度低、測量滯后時間長等問題，而且在節(jié)約能源和改善環(huán)境方面本設(shè)計顯示出一定的優(yōu)越性。在電加熱恒溫箱控制器系統(tǒng)的設(shè)計中，由電阻式溫度傳感器測量溫度值并轉(zhuǎn)換成電壓信號，由變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準的電壓信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并讀入單片機，經(jīng)單片機處理后的溫度數(shù)值，一方面送LED數(shù)碼管顯示；另一方面與給定值進行比較，并判斷是否超限，將發(fā)出報警信號，提醒人注意并采取相應(yīng)措施；否則正常顯示溫度數(shù)值，然后根據(jù)偏差值進行控制計算。常規(guī)方法測量溫度誤差大、準確度低、測量滯后的時間長。市場上常見的溫度傳感器以電壓輸出為主要形式，不同的傳感器其非線性曲線也各不相同，缺乏一個產(chǎn)品應(yīng)具備的通用性和互換性。同時，它也在不斷地完善和發(fā)展。由于它具有體積小、功能強、性價比高等特點，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計。關(guān)鍵詞：恒溫箱；溫度控制；單片機；PID控制The Design of Electricity Heating Incubator Control System Based on the MCU Abstract: Incubators as an important tool widely used in medical, industrial production and food processing in areas such is affected by other factors in the conventional environmental parameters, and also difficult to proofreading 。最后，設(shè)計了系統(tǒng)的軟件。首先，介紹了恒溫箱設(shè)計的課題背景及意義，并結(jié)合設(shè)計要求和實際情況選擇了設(shè)計所涉及到的主要功能器件，同時重點介紹了P89V51RDADC080Pt100的主要功能。并且具有鍵盤輸入溫度給定值、定時時間，LED數(shù)碼管顯示溫度值/時間和定時報警的功能，實現(xiàn)了自動控制溫度的目的。因此，恒溫箱的性能在很大程度上取決于對溫度的控制性能?；趩纹瑱C的電加熱恒溫箱控制器設(shè)計摘 要:恒溫箱作為一種重要的工具廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)和食品加工等領(lǐng)域。在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，由于溫度受其它因素影響較大，且難以校準，溫度也是最難準確測量的一個參數(shù)。本設(shè)計采用單片機對恒溫箱的溫度進行PID控制，使其溫度穩(wěn)定在某一個設(shè)定值上?；赑89V51RD2的恒溫箱溫度控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)了溫度采集、A/D轉(zhuǎn)換、軟件濾波、溫度控制及定時等功能。其次，闡述了系統(tǒng)的工作原理，完成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計，把系統(tǒng)劃分為5大模塊并完成了各大模塊的設(shè)計工作，同時附以系統(tǒng)硬件電路原理圖。系統(tǒng)軟件是用C語言進行軟件設(shè)計的，C語言具有指令簡單，數(shù)據(jù)量小等特點。 therefore, the temperature is one of the most difficult to measure accurately parameters . So, The performance of the incubator to a large extent depends on the temperature control performance.The design uses single chip microputer to control the oven temperature through the PID control，causing its temperature control into suppose in the definite value in some．And the system has the keyboard entry temperature and time given value , LED displays temperature/timing value and surmounting boundary of the time reports outside．It realizes temperature control automatically.Based on P89V51RD2, the oven temperature control system main realizes temperature collection, A/D conversion, software filtering, PID control and timing functions.First, the paper introduces the background of the subject. Combined with the design requirements and the actual situation of the design ,the main devices that related to subject are confirmed. At the same time the main functions of P89V51RD2, ADC0809, Pt100 is written down.Secondly, it describes the principle of the system, and achieves the concrete structure photo of the design. The system is divided into five modules and every major module of the design is pleted .The hardware circuit schematics of the system is attached at last.Finally, the software of the system is designed. The system software is written by C language, it is because the programme runs faster, and saves storage space.Key Words: incubator ； temperature control；singlechip microcontroller ；PID control目 錄1 概 述 1 課題研究背景 1 課題研究意義 2 課題研究內(nèi)容 22 總體設(shè)計方案 3 課題要求 3 系統(tǒng)總體設(shè)計 3 4 4 5 6 6 9 控制方法的選擇 10 10 10 12 133系統(tǒng)的硬件設(shè)計 14 系統(tǒng)硬件功能分析 14 14 14 15 17 18 鍵盤電路的設(shè)計 19 溫度控制電路的設(shè)計 19 報警電路的設(shè)計 20 20 PCB圖的繪制 214數(shù)字PID及其算法 22 PID算法的數(shù)字化 22 PID算法的程序設(shè)計 23 位置型PID算法程序的設(shè)計 23 增量型PID算法的程序設(shè)計 245 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 26 系統(tǒng)軟件功能分析 26 主程序的設(shè)計 26 子程序的設(shè)計 27 系統(tǒng)初始化模塊的設(shè)計 27 顯示模塊的設(shè)計 28 29 31 溫度控制模塊的設(shè)計 32 33 軟件設(shè)計小結(jié) 346結(jié)束語 35參考文獻 36致 謝 37附 錄 38附錄1系統(tǒng)源程序清單 38附錄2電加熱恒溫箱控制器原理圖 50附錄3電加熱恒溫箱控制器PCB圖 51基于單片機的電加熱恒溫箱控制器設(shè)計1 概 述 課題研究背景二十一世紀是科技高速發(fā)展的信息時代，電子技術(shù)、微型單片機技術(shù)的應(yīng)用更是空前廣泛，是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的。它迅猛發(fā)展到了各個領(lǐng)域，人們也越來越感到應(yīng)用單片機技術(shù)的優(yōu)越性，因而單片機也得到了廣泛的應(yīng)用。電加熱恒溫箱的溫度是醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)和食品加工等領(lǐng)域的關(guān)鍵，因此對溫度的測量及控制始終占據(jù)著重要的地位。溫度傳感器應(yīng)用范圍很廣、使用數(shù)量很大，但是在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，由于溫度受其它因素影響較大，而且難以校準，因此，溫度也是最難準確測量的一個參數(shù)。近年來，國內(nèi)傳感器正向著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和單片系統(tǒng)化的方向發(fā)展，為開發(fā)新一代溫度測量系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件。從而進行溫度的調(diào)節(jié)，使其達到指定要求。恒溫箱主要是用來控制溫度，它為農(nóng)業(yè)研究、生物技術(shù)、測試提供所需要的各種環(huán)境模擬條件，因此可廣泛適用于藥物、紡織、食物加工等無菌試驗、穩(wěn)定性檢查以及工業(yè)產(chǎn)品的原料性能、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品壽命等測試。 課題研究意義恒溫箱的性能在很大程度上取決于對溫度的控制性能，本課題采用單片機為主控制器，通過傳感器測得箱內(nèi)溫度，再通過A/D轉(zhuǎn)換器將采樣輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入主控制器，來完成恒溫箱的溫度控制系統(tǒng)的硬件。本課題在原有普通傳感器的基礎(chǔ)上，經(jīng)單片機處理而成新一代測量控制儀器，具有以下顯著特點：A. 多功能的智能化測控系統(tǒng)，以最簡單方式構(gòu)成高性價比；B. 在硬件基礎(chǔ)上通過軟件實現(xiàn)測控功能，其智能化程度取決于軟件的開發(fā)水平；C. 留有通信端口，可以將信息進行遠距離傳輸，便于形成分布式控制系統(tǒng)。就溫度控制系統(tǒng)的動態(tài)特性來講，基本上都是具有純滯后的一階環(huán)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)精度及溫控的線性性能要求較高時，多采用PID算法或達林頓算法來實現(xiàn)溫度控制。系統(tǒng)工作流程為：開機后，用戶通過按鍵設(shè)定定時時間和需加熱到的溫度，默認先輸入的為時間。在這個過程中，定時時間一到，蜂鳴器發(fā)出聲音進行報警。2 總體設(shè)計方案 課題要求恒溫箱在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都有著廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)具體需要滿足的要求如下：A. 溫度控制范圍：室溫~250℃，控制精度（177。 系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示，采用P89V51RD2作為主機；由電阻式溫度傳感器測量溫度值并轉(zhuǎn)換成電壓信號經(jīng)過放大，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，由I/O接口讀入CPU，CPU進行數(shù)據(jù)處理。圖21 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖單片機的種類繁多，Intel公司的MCS51 8位單片機系列、MCS96 16位單片機系列；Atmel的AT8AVR系列；Philips的P8