基于单片机的发酵箱温控系统设计(附件)【字数：11256】
摘 要当今时代是一个信息化的时代，事物的发展日新月异，单片机也不例外，单片机技术在不停的更新换代并付诸于各样的应用之中，在发酵控温系统中运用单片机，可以使发酵箱中的温度的控制和检查更具有高效智能化，更加方便于生产与生活，具有相当高的实际使用的价值。尤其是单片机的技术已经走向成熟,将其运用到生产生活之中必然也是造福人类的好事情。在本篇文章之中合理的分析了单片机发酵箱温度控制系统的一些原理，以及通过单片机AT89C2051为核心的控制，以及在外部配置了诸如开关按键电路，电源电路，显示电路等的硬件设施的设计，使得发酵箱具有很好的控制与显示的功能，能够有效地完成它的作用，为生产生活提供许多的便利。
Key words: power circuit； temperature sensor ；AT89C2051 目 录
第一章 概述 1
第二章 总体设计 2
2.1系统的技术指标 2
2.2系统的总体设计 2
第三章 硬件设计 4
3.1主控器的设计 4
3.1.1引脚功能 4
3.2检测电路设计 5
3.2.1 温度传感器的选择 5
3.2.2 DS1820简介 6
3.2.3 DS1820的应用电路设计 6
3.3键盘与显示电路 7
3.4电源转换模块设计 8
3.5加温电路 9
第四章 软件设计 11
4.1软件设计的方法 11
4.2主程序的设计 12
4.3子程序的设计 12
4.4抗干扰技术的实现 12
4.4抗干扰技术的实现 13
第五章 调试联调 15
5.1 软件的编译与仿真 15
5.1.2 软件的仿真 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录A 23
附录B 24
概述
温度是影响微生物的繁殖与生长的重要因素，温度的改变，将会导致诸多的生物酶促反应发生变化，因此对于温度的把控十分重要。发酵对于温度的依赖是十 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
分复杂的，其主要表现在对产物合成、发酵的物理性质等方面[1]。
温度伴随并且影响着微生物的生长变化。随着温度的上升，微生物细胞不断的分裂，增值，速度不断上升。并且在其生长代谢以及繁殖的周期内都有着酶的参与。酶促反应的剧烈程度随着温度的升高而不断加剧，最终导致细胞生长加快。但是酶的活性也随着温度的不断升高而不断的降低，这也就导致了酶的作用时间变短，整个发酵的周期时间减短，对整个的发酵活动产生不利的影响。微生物对于高的温度的承受能力要强于对于低温的承受能力，一旦超出了微生物的温度可承受的范围，其很快就会死亡。当温度过于低的时候，很多微生物并不会死亡，他们只是被很大程度的抑制了生物的代谢，温度还会从其他的方面控制生物的代谢。例如氧气的溶解度是变化的，而温度就是影响其溶解度的关键因素，温度越高溶氧越低，从而间接地抑制一些在生物反应中需氧的过程，最终影响到结果。 例如，金色链霉菌在35℃时合成的为四环素，而在30℃的时候合成的却是金霉素[2]。 此外，单片机这种微型处理器慢慢的遍布于我们身边，充当着各种为人类做出服务的作用。单片机已经在各种领域中广泛应用，而且随着运用范围的广泛，对其的运用的日加熟练，单片机的作用也越来越大，因此相对应的在各行业中也渐渐崭露头角以致独占鳌头。
随着单片机和传感技术的迅速发展，在温室的检测控制与调节的研究方面也有了诸多长足的发展，尤其是其性价比的长足变化与改善，必然会不断改善甚至于取代那些传统的温室的控制调节方式方法。计算机以及自动化的测控领域中对于温度的控制在各种实际的应用中日益的广泛，技术上也愈加成熟，传统的方法逐渐被忘却，新的技术逐渐被引用。
时下，智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流。这些新的概念不断地应用于人们的工作生活之中。而通过单片机来实现这些高技术、高性能的操作是必然的。采用单片机控制温度，不仅提高了控制物体温度上的各种数据，而且还具有一些操作中非常好的优点，如控制方便、组态简单和灵活性大。单片机正是凭借着这些优点，在自动化和各个测控领域中日益广泛应用，技术不断的成熟，逐渐成为必不可少的器件。
总体设计
2.1系统的技术指标
1、可测量的温度范围:0℃~99℃。
2、供电电压：直流5V。
3 、功率：100W。
4 、控制精度：0.5℃。
5、 定时范围：0~24h。
6、 数字显示：显示设定温度，显示定时时间，显示对时间的设定加减时间参数。
7 、电源：交流 220V。
2.2系统的总体设计
设计中的控制芯片选用的是AT89C2051单片机；设计中测温电路选用的为DS1820总线数字式温度传感器；数字显示电路采用了三个动态显示数码管；键盘电路则使用了三个独立式的键盘按键，加温则是控制晶闸管接通加热膜加热，所选用的晶振为11.0592MHZ。
整个设计的对温度的控制以89C2051单片机为核心，利用温度传感器DS1820对整个发酵箱内的温度进行测控，同时也将对温度进行测量，对数据进行一些必要的处理比较，还将对键盘发出的信号进行相应的读取处理，将一些测量比较好的数据还需要送入动态显示的数码管中显示出来，并且还要驱动温度控制设备根据数据采取相对性的行动。实时的温度由温度传感器DS1820获取后，经由单片机处理，以方便将获取的温度数值送入数码管进行显示，另一方面将测量温度值与设置好的恒温值进行比较，根据比较的结果决定恒温箱的加减温度。系统的各种时间与温度的设定都可通过增、减、确认键来完成。当系统开始工作的时候，单片机就会将测得的数据与原本就设定好的固定数据进行比较，辨别出测得的数据是大于设定数据还是要小于设定的数据，根据比较的大小采取相应的措施，比如当测得数据高于设定数据时，由于设计中并没有设计降温装置所以依靠的是自然降温，所以就会停止加温自然降温，发热装置就处在于待机的状态等待加热的命令，而测得数据低于设定数据的时候，单片机便会命令通过晶闸管加热发热膜对发酵箱进行加温处理。以上操作发生同时单片机的定时器也在倒计时，这期间内单片机还是依以上操作进行运作。当倒计时完成，加热膜也立即停止加热，整个发酵箱恒温系统的恒温范围也可以通过软件来进行修改。设计中的电源部分则是设计的比较巧妙，没有采用变压的方式将交流的220V电压降至单片机工作的5V。采用的方法是利用二极管的正向导通限制性，电容的储能特性，以及稳压二极管将电压稳定在5.1V使得电源能在不是用变压器的情况下将220V降压为5.1V可供与使用。总体框图如图21。
Key words: power circuit； temperature sensor ；AT89C2051 目 录
第一章 概述 1
第二章 总体设计 2
2.1系统的技术指标 2
2.2系统的总体设计 2
第三章 硬件设计 4
3.1主控器的设计 4
3.1.1引脚功能 4
3.2检测电路设计 5
3.2.1 温度传感器的选择 5
3.2.2 DS1820简介 6
3.2.3 DS1820的应用电路设计 6
3.3键盘与显示电路 7
3.4电源转换模块设计 8
3.5加温电路 9
第四章 软件设计 11
4.1软件设计的方法 11
4.2主程序的设计 12
4.3子程序的设计 12
4.4抗干扰技术的实现 12
4.4抗干扰技术的实现 13
第五章 调试联调 15
5.1 软件的编译与仿真 15
5.1.2 软件的仿真 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录A 23
附录B 24
概述
温度是影响微生物的繁殖与生长的重要因素，温度的改变，将会导致诸多的生物酶促反应发生变化，因此对于温度的把控十分重要。发酵对于温度的依赖是十 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
分复杂的，其主要表现在对产物合成、发酵的物理性质等方面[1]。
温度伴随并且影响着微生物的生长变化。随着温度的上升，微生物细胞不断的分裂，增值，速度不断上升。并且在其生长代谢以及繁殖的周期内都有着酶的参与。酶促反应的剧烈程度随着温度的升高而不断加剧，最终导致细胞生长加快。但是酶的活性也随着温度的不断升高而不断的降低，这也就导致了酶的作用时间变短，整个发酵的周期时间减短，对整个的发酵活动产生不利的影响。微生物对于高的温度的承受能力要强于对于低温的承受能力，一旦超出了微生物的温度可承受的范围，其很快就会死亡。当温度过于低的时候，很多微生物并不会死亡，他们只是被很大程度的抑制了生物的代谢，温度还会从其他的方面控制生物的代谢。例如氧气的溶解度是变化的，而温度就是影响其溶解度的关键因素，温度越高溶氧越低，从而间接地抑制一些在生物反应中需氧的过程，最终影响到结果。 例如，金色链霉菌在35℃时合成的为四环素，而在30℃的时候合成的却是金霉素[2]。 此外，单片机这种微型处理器慢慢的遍布于我们身边，充当着各种为人类做出服务的作用。单片机已经在各种领域中广泛应用，而且随着运用范围的广泛，对其的运用的日加熟练，单片机的作用也越来越大，因此相对应的在各行业中也渐渐崭露头角以致独占鳌头。
随着单片机和传感技术的迅速发展，在温室的检测控制与调节的研究方面也有了诸多长足的发展，尤其是其性价比的长足变化与改善，必然会不断改善甚至于取代那些传统的温室的控制调节方式方法。计算机以及自动化的测控领域中对于温度的控制在各种实际的应用中日益的广泛，技术上也愈加成熟，传统的方法逐渐被忘却，新的技术逐渐被引用。
时下，智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流。这些新的概念不断地应用于人们的工作生活之中。而通过单片机来实现这些高技术、高性能的操作是必然的。采用单片机控制温度，不仅提高了控制物体温度上的各种数据，而且还具有一些操作中非常好的优点，如控制方便、组态简单和灵活性大。单片机正是凭借着这些优点，在自动化和各个测控领域中日益广泛应用，技术不断的成熟，逐渐成为必不可少的器件。
总体设计
2.1系统的技术指标
1、可测量的温度范围:0℃~99℃。
2、供电电压：直流5V。
3 、功率：100W。
4 、控制精度：0.5℃。
5、 定时范围：0~24h。
6、 数字显示：显示设定温度，显示定时时间，显示对时间的设定加减时间参数。
7 、电源：交流 220V。
2.2系统的总体设计
设计中的控制芯片选用的是AT89C2051单片机；设计中测温电路选用的为DS1820总线数字式温度传感器；数字显示电路采用了三个动态显示数码管；键盘电路则使用了三个独立式的键盘按键，加温则是控制晶闸管接通加热膜加热，所选用的晶振为11.0592MHZ。
整个设计的对温度的控制以89C2051单片机为核心，利用温度传感器DS1820对整个发酵箱内的温度进行测控，同时也将对温度进行测量，对数据进行一些必要的处理比较，还将对键盘发出的信号进行相应的读取处理，将一些测量比较好的数据还需要送入动态显示的数码管中显示出来，并且还要驱动温度控制设备根据数据采取相对性的行动。实时的温度由温度传感器DS1820获取后，经由单片机处理，以方便将获取的温度数值送入数码管进行显示，另一方面将测量温度值与设置好的恒温值进行比较，根据比较的结果决定恒温箱的加减温度。系统的各种时间与温度的设定都可通过增、减、确认键来完成。当系统开始工作的时候，单片机就会将测得的数据与原本就设定好的固定数据进行比较，辨别出测得的数据是大于设定数据还是要小于设定的数据，根据比较的大小采取相应的措施，比如当测得数据高于设定数据时，由于设计中并没有设计降温装置所以依靠的是自然降温，所以就会停止加温自然降温，发热装置就处在于待机的状态等待加热的命令，而测得数据低于设定数据的时候，单片机便会命令通过晶闸管加热发热膜对发酵箱进行加温处理。以上操作发生同时单片机的定时器也在倒计时，这期间内单片机还是依以上操作进行运作。当倒计时完成，加热膜也立即停止加热，整个发酵箱恒温系统的恒温范围也可以通过软件来进行修改。设计中的电源部分则是设计的比较巧妙，没有采用变压的方式将交流的220V电压降至单片机工作的5V。采用的方法是利用二极管的正向导通限制性，电容的储能特性，以及稳压二极管将电压稳定在5.1V使得电源能在不是用变压器的情况下将220V降压为5.1V可供与使用。总体框图如图21。
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