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毕业设计 恒温箱设计，共56页，22180字
目录
引言………………………………………………………………3
1系统总体设计方案
1.1系统总体目标……………………………………………………………4
1.2系统方案总图……………………………………………………………4
1.3实验方案…………………………………………………………………4
2系统硬件设计方案……………………………………………………5
2.1硬件各单元方案设计与选择……………………………………………5
2.1.1温度传感器选择……………………………………………………5
2.1.2数字显示方案选择…………………………………………………8
2.1.3键盘输入方案选择…………………………………………………9
2.1.4加热降温驱动方案选择……………………………………………10
2.2单元电路设计……………………………………………………………10
2.2.1单片机最小系统电路………………………………………………10
2.2.2温度传感器电路……………………………………………………12
2.2.3键盘显示电路………………………………………………………15
2.2.4驱动控制电路………………………………………………………18
2.2.5看门狗和上位机通信电路…………………………………………20
2.2.6电源电路……………………………………………………………24
3控制理论…………………………………………………………………24
3.1自动控制理论概述……………………………………………………24
3.2PID控制原理及特点…………………………………………………25
3.3PID控制算法………………………………………………………26
4系统软件设计………………………………………………………26
4.1主程序流程图及程序设计……………………………………………28
4.2温度传感器DS18B20模块软件设计…………………………………34
4.3显示程序设计…………………………………………………………36
4.4键盘程序流程图设计…………………………………………………36
4.5PID控制程序流程图设计……………………………………………37
5调试及性能分析………………………………………………………39
6结论………………………………………………………………………40
参考文献…………………………………………………………………………41
致谢………………………………………………………………………………42
附录A
1.温度传感器DS18B20子程序…………………………………………………44
2.MAX7219显示子程序…………………………………………………………48
3.键盘子程序……………………………………………………………………49
4.增量式数字PID算法子程序…………………………………………………51

近二十年来，以计算机科学，信息科学，生命科学为代表的各门新兴学科的迅猛发展，极大限度的刺激了全球经济的发展，使得消费者的消费水准愈来愈高。与此同时，智能控制与传统PID相结合的恒温控制箱作为伴随着新技术，新发明，新创造诞生的一种实验手段也就越来越多的被人们所广泛关注。首先，按照人们的期望，模拟各种气候条件，可以加快各项成果问世的步伐，从而减少资本投入;其次，恒温控制箱的研制和普及对于产品向高、精端发展具有很大的推动作用。
恒温控制的主要核心部分是PID的控制，既要保持一定的控制精度，又要做到无超调，无欠调。目前，恒温控制箱做得比较好的国家有德国、日本和我国的台湾，其控制精度均可达到0.2度。目前，国内的最高控制精度为0.3度，一般为0.5度。其次，是智慧型微电脑可程式液晶(LCD)显示，可以实时显示温度及其曲线；国外和我国的台湾均采用此种形式的显示，国内多采用数显形式。目前国内恒温控制箱的温度范围从-70℃-180℃不等，零度以下时，采用制冷装置。降温多采用板孔送风或内置风扇，升温一般用内置加热管。恒温控制箱的外部多采用烤漆钢板，内部则采用不锈钢钢板，尺寸(内箱)小的40*55*45(cm)，大的126*138*130(cm)不等。
本温度控制系统为以单片机为核心，实现了对温度实时监测和控制，实现了控制的智能化。本系统采用了PID控制技术，可以使温度保持在要求的一个恒定范围内。制冷方面介绍了半导体热电制冷，半导体制冷独具有诸多特点，应用开发几乎涉及所有制冷领域，尤其在制冷量不大，又要求装置小型化的场合，都具有优越性。它在国防、科研、工农业、气象、医疗卫生等领域得到了广泛应用，可用于仪器仪表、电子元件、药品、疫苗等的冷却、加热和恒温，一些应用型制冷器如石油凝固点测定器，无线电元件恒温器，微机制冷器，红外探测器制冷器，显影液恒温槽，便携式冰箱，旅游汽车冷热两用箱，半导体空调器等。半导体制冷器未来将向大功率与微小型发展，目前，半导体制冷材料的优值系数较低，从理论上看尚有巨大的发展潜力，进一步研究和发展新材料，不断提高其优值系数将有广阔的前景。
半导体制冷在世界日益发展的高科技领域中正越来越显示出它的重要地位，这不仅是由于氟里昂制冷剂对大气污染而将被禁用，更主要的是因为制冷技术的特殊优越条件和不可替代性。可以深信，半导体制冷技术在将来将得到更广泛的应用。
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