工等领域的关键，因此对温度的测量及控制始终占据着重要的地位。市场上常见的温度传感器以电压输出为主要形式，不同的的传感器其非线性曲线也各不相同，缺乏个产品应具备的通用性和互换性。温度传感器应用范围很广使用数量很大，但是在常规的环境参数中由于温度受其它因素影响较大，而且难以校准，因此，温度也是最难准确测量的个参数。常规方法测量温度误差大准确度低测量滞后的时间长。今年来，国内传感器正向着集成化智能化网络化和单片机的方向发展，为开发新代温度测量系统创造了有利条件。在智能恒温箱控制系统的设计中，用数字传感器将温度信号以数字信号的方式传送给单片机，经单片机处理后的温度数值，方面送液晶显示另方面与给定值进行比较，判断温度高低，从而采取相应的措施加热或者制冷。使温度达到设定值。智能恒温箱主要是用来控制温度，他为农业研究生物技术测试提供所需的各种环境模拟条件，因此可广泛适用于药物纺织食品加工等无菌试验稳定性检查以及工业产品的原料性能产品包装产品寿命等测试。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控制对象控制日益广泛，具有体积小功能强性价比高等特点，把单片机应用于温度控制系统中可以起到更好的控温作用，智能恒温箱是使用单片机进行温度控制的典型应用，采用单片机做主控单元可完成对温度的采集和控制等的要求。随着计算机控制技术的发展，恒温控制已在工业生产领域中得到了广泛应用，并取得了巨大的经济和社会效益。在不同的领域内，由于控制坏境目标及成本因素，需要针对具体情况来设计系统结构和功能，以取得最佳的控制效果。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化小型化等方面快速发展。虽然温度控制系统在国内各行各业的应用已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器及技术来讲，其总体发展水平仍然不高，同国外的日本美国德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。随着嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛应用，人们对电子产品的小型化和智能化要求越来越高，作为高新技术之的单片机以其体积小价格低可靠性高适用范围大以及本身的指令系统等诸多优势，在各个领域各个行业都得到了广泛应用。第章引言课题研究的背景温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域，如家电汽车材料电力电子等，常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，在工业企业中，如何提高温度控制对象的运行性能直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题，开发出性能较好的温度控制系统对于测控技术的发展具有很大的意义。采用数字温度传感器，因其内部集成了转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器只用个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器进行多范围的温度检测。由于单片机功能强大，可大大加快系统的开发与调试速度，并具有控制方便简单灵活等特点，因此本设计硬件电路以单片机为核心来实现温度控制，具有实用性强可靠性强等特点。课题研究的目的和意义智能恒温箱的性能在很大程度上取决于对温度的控制性能，本课题采用单片机为主控制器，通过数字传感器测得箱内温度，再将温度信号送入主控制器，来完成恒温箱的温度控制系统的硬件。箱内温度可保持在设定的温度范围内，当设置的温度低于实时温度时，单片机送出加热信号当设置的温度低于实时温度时，单片机送出制冷信号。通过该课程的学习使我们对计算机控制系统有个全面的了解掌握常规控制算法的使用方法掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法，进步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。第二章系统总体设计系统目的和功能本系统地设计基于单片机的恒温水箱控制系统，可以用于水温控制系统和温度检测系统等各种电器电路中。它以单片机为核心，通过液晶显示温度和按键来实现人机对话，使用温度转换芯片实时采集温度并通过液晶显示。本文所要设计的课题是基于单片机控制的恒温水箱控制系统的设计，主要是介绍了对水箱温度的显示控制，实现了温度的实时显示及控制。水箱水温控制部分，提出了用单片机及液晶显示的硬件电路完成对水温的实时检测及显示，利用与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝的实时控制。水箱内温度控制部分，由检测温度，用中值滤波的方法取个值存入开始后必须停止脚驱动为低电平，以读取脚状态。指令位光刻寄存器涉及指令读。读温度传感器中的编码即位地址。匹配。发出此命令之后，接着发出位编码，访问单总线上与该编码相对应的并使之做出响应，为下步对该的读写做准备。搜索。用于确定挂接在同总线上的个数，识别位地址，为操作各器件做好准备。④跳过。忽略位地址，直接向发温度变换命令，适用于个从机工作。告警搜索命令。执行后只有温度超过设定值上限或下限的芯片才做出响应。高速暂存器和可电擦除寄存器涉及的指令温度转换。启动进行温度转换，位转换时最长为位为。结果存入内部字节的中。读暂存器。读内部中字节的温度数据。写暂存器。发出向内部的第,字节写上下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。④复制暂存器。将中第,字节的内容复制到中。重调。将中内容恢复到中的第，字节。在出厂时默认配置为位，其中最高位为符号位，即温度值共位，单片机在读取数据时，次会读字节共位，读完后将低位的二进制数转化为十进制数后再乘以便为所测的实际温度值。另外，还需要判断温度的正负。前个数字为符号位，这位同时变化，我们只需要判断位就可以了。前位为时，读取的温度负值，且测到的数值需要取反加再乘以才可得到实际温度值。前位为时，读取的温度为正值，且温度为正值时要只将测得数值乘以即可得到实际温度值。程序设计由于是在根线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。有严格的通信协议来保证各位数据传输的止确性和完整性该协议定义了几种信号的时序初始化时序读时序写时序。所有时序都是将主机作为主设备，而每次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。必须首先调用启动温度转换函数，根据数据于册上对应转换时间来操作，如为位转换，则应该是最大，另外在对操作时，时序要求非常严格，因此最好禁止系统中断。初始化先将数据线置高电平。延时该时间要求不是很严格，但是要尽可能短点。数据线拉到低电平。④延时该时间范围可以在。数据线拉到高电平。延时等待。如果初始化成功则在内产生个由返回的低电平，据该状态可以确定它的存在。但是应注意，不能无限地等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时判断。若读到数据线上的低电平后，还要进行延时，其延时的时间从发出高电平算起第步的时间算起最少要。将数据线再次拉到高电平后结束。写数据数据线先置低电平。延时确定的时间为。按从低位到高位的顺序发送数据次只发送位。④延时时间为。将数据线拉到高电平。重复步骤，直到发送完整个字节。最后将数据线拉高到。读数据将数据线拉高到。延时。将数据线拉低到。④延时。将数据线拉高到。延时。读数据线的状态得到个状态位，并进行数据处理。延时。重复步骤，直到读取完个字节。温度采集流程图如下图所示开始执行初始化时序发出跳过匹配命令启动温度转换延时等待温度转换完成执行初始化时序发出匹配命令发出位序列号发出读便笺存储器命令读取便笺存储器内容并进行校验检验正确温度数据格式转换结束否是图温度采集流程图从测温结束到将温度转化为数字量需要定的转化时间，所以要保证足够的延时时间以保证转换结果的正确性。显示流程图显示流程图如下图所示开始初始化是否为忙单片机向写命令单片机向写数据显示数据结束是否图显示流程图程序开始运行时时，要先将进行初始化，要进行清除的显示内容显示开关光标移动光标和自定义字符写入等操作。初始化后，还要检查是否为忙碌状态，在忙时要等待。闲时可向写命令或写数据。在向写命令或写数据时，要设置为高电平还是低电平，并要有定的延时时间给硬件些反应时间。在显示数据时，还要设置显示的位置。第五章系统调试及改进通过对系统的硬件软件调试，基本上达到了该控制系统原定的要求，数字温度传感器能在数秒内读次温度并进行液晶显示。通过按键进行温度的设定后，在与传感器读出的温度进行比较之后，单片机能够在数分钟内通过控制继电器的通断进行加热或制冷达到设定温度。当读出温度小于设定温度时，加热或制冷器件电流正向流过，系统加热当读出温度大于设定温度时，加热或制冷器件电流反向流过，系统制冷。本系统的加热或制冷装置是由电阻丝加热器和半导体制冷片组成，并在装置前加上四个具有单向导电性的二极管同向为两个，在单片机控制下正向电流用来加热电阻丝，反向电流用来使半导体制冷片来工作。通过加热或制冷来稳定温度，以维持系统的稳定。由于本系统的执行部件在工作时需要外接直流电，所以在实物中要有整流设备。虽然系统实现了要求，温度的检测设置和显示等功能，但总体来说在设计中还有待继续研究，比如可以在系统中加入液位的检测，这样就可以检测到液位的变化，防止恒温水箱内液位过低，会降低整个系统安全性。并液晶的显示中显示液位的高度，是液晶显示器显示更多的信息。效果更加清晰还可以在水箱中采用多点采集温度，提高温度精度等都值得我们去研究设计。由于时间不足和能力有限，本毕业设计肯定存在不足，但是总体来说本次设计还是比较成功，为以后的设计奠定了基础，值得我们学习和研究。第六章总结及展望通过本次的设计，使我们不仅对单片机这门课程有了更深刻的认识，懂得了如何运用课本知识结合实际来完成定时器的显示和编程方法以及数码显示电路的驱动方法，使我们能够很快的适