CN104375534A - 一种恒温箱集散温度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及 一种恒温箱集散温度控制装置，包括控制电路模块，加热电路模块、温度传感反馈模块、测量电路模块 。 本设计采用闭环控制， 利用单片机作为系统的主要控制器进行温度控制的系统，测量电路中的温度反馈信号经 A/D 变换后，送入单片机中进行处理，处理后由单片机的输出端来控制光电隔离器，再由光电隔离器控制继电器的通断，从而控制了加热电路的输出功率，来实现了对温度的控制调节。本设计的温度控制针对日常生活中控制精度要求不高的恒温箱，设计的系统具有软硬件结构简单、成本低廉、可靠性高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种集散温度控制装置，尤其是基于单片机的恒温的集散温度控制装置。
背景技术
温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务，对于不同的生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式和控制方案也不同，例如用于热处理的加热炉、用于融化的坩埚电阻炉等；在日常生活中，温度控制也是不可缺少的，例如热水器、电热毯等都是用到了电阻加热的原理。随着生产的发展，在工业生产中，上述设备对温度要求越来越高，随着人们生活水平的提高，对日常用品也提出了更高的要求，单片机的不断更新换代，满足了上述的要求，达到了自动控制品质的目的。
单片机温度控制系统是一个闭环系统，有反馈检测，对恒温箱温度调整范围大致范围为20-100度。考虑到本系统控制对象为恒温箱，是一个大延迟环节，而且温度调节范围较宽，所以本系统对过渡过程时间不予要求而且精度要求不高。本发明的温度控制的对象是恒温箱，针对日常生活，所设计的系统具有软硬件结构简单、成本低廉、可靠性高等特点，但是精度要求不高。
发明内容
本发明的目的在于设计一种基于单片机的恒温箱温度控制装置。本设计是单片机作为系统的主要控制器进行温度控制的系统，测量电路中的温度反馈信号经A/D变换后，送入单片机中进行处理，处理后由单片机的输出端来控制光电隔离器，再由光电隔离器控制继电器的通断，从而控制了加热电路的输出功率，来实现了对温度的控制调节。
本发明的目的是这样实现的：
一种恒温箱集散温度控制装置，它是由控制电路模块、加热电路模块、温度传感反馈模块和测量电路模块组成；所述的控制电路模块是由控制芯片组成；所述的加热电路模块是由光电隔离器、电压跟随器、三极管控制电路、继电器组成；温度传感反馈模块是由恒温箱与温度传感器组成；所述的测量电路模块是由放大电路、A/D转换电路组成；所述的恒温箱连接温度传感器，温度传感器连接放大电路，放大电路连接A/D转换电路，A/D转换电路连接控制芯片，控制芯片连接光电隔离器，光电隔离器连接电压跟随器、电压跟随器连接三极管控制电路，三极管控制电路连接继电器，继电器连接恒温箱。
所述的控制芯为C52系列单片机中的89C52单片机，以处理给定信号和反馈信号，并发出相应的指令来控制光隔离器，再由光隔离器控制继电器的通断从而控制加热电路模块的通断；加热电路模块用来实现对系统的升温加热达到预定的温度，当温度没有达到要求时，控制电路模块通过光隔离器和继电器来控制加热电路模块的通断；测量电路模块将测量到的信号经过处理变成数字信号送入89C52单片机中进行处理，控制电路模块中的显示器电路具有人机交互对话的功能。
所述的恒温箱温度调整范围大致范围为20-100度。
本发明的结构特点及有益效果：
1、该发明针对日常生活中要求控制精度不高的恒温箱，该控制装置具有结构简单、成本低廉、可靠性高等特点；2、本分明有较强的扩展性，经过适当的改进，可应用于其他的温度控制领域；3、各个系统以及各个模块之间采用串口通信协议，保证了信号传输的稳定性。
附图说明
图1为本发明的控制系统原理结构图。
图2为本发明的光耦隔离电路原理图。
图3为本发明的25045与单片机的接口电路原理图。
图4为本发明的通讯模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理和具体连接关系做更详细地描述：
实施例1：
结合图1，图1是本发明的控制系统原理结构图；
一种恒温箱集散温度控制装置，它是由控制电路模块、加热电路模块、温度传感反馈模块和测量电路模块组成；所述的控制电路模块是由控制芯片组成；所述的加热电路模块是由光电隔离器、电压跟随器、三极管控制电路、继电器组成；温度传感反馈模块是由恒温箱与温度传感器组成；所述的测量电路模块是由放大电路、A/D转换电路组成；所述的恒温箱连接温度传感器，温度传感器连接放大电路，放大电路连接A/D转换电路，A/D转换电路连接控制芯片，控制芯片连接光电隔离器，光电隔离器连接电压跟随器、电压跟随器连接三极管控制电路，三极管控制电路连接继电器，继电器连接恒温箱。
所述的控制芯为C52系列单片机中的89C52单片机，以处理给定信号和反馈信号，并发出相应的指令来控制光隔离器，再由光隔离器控制继电器的通断从而控制加热电路模块的通断；加热电路模块用来实现对系统的升温加热达到预定的温度，当温度没有达到要求时，控制电路模块通过光隔离器和继电器来控制加热电路模块的通断；测量电路模块将测量到的信号经过处理变成数字信号送入89C52单片机中进行处理，控制电路模块中的显示器电路具有人机交互对话的功能。
所述的恒温箱温度调整范围大致范围为20-100度。
温度传感器用来检测温度，将恒温箱中的温度转变成电压信号，由于检测出来的电压较小需要经放大电路将其转换成A/D转换器能接受的电压量，所以在温度传感器的输出端接入放大电路。通过采样和A/D转换，所检测到的电压信号和恒温箱给定值的电压信号都转换成数字量送入微机中进行比较，其差值即为实际温度和给定恒温箱温度的偏差。微机构成的数字控制器对偏差按一定的控制规律进行运算，运算结果送A/D转换器转换成模拟电压，送入光电隔离器，由光电隔离控制继电器的通断来控制加热电路的功率，起到调节温度的作用。
实施例2：
图2为本发明的光耦隔离电路原理图；
光隔离器由光源和光传感器组成，当+12V脉冲加入到光隔离器输入端时，发光二极管因导通而发光，光敏三极管因光耦合而导通，故可在输出端Vout输出高电平；否则，光敏三极管截止，Vout输出低电平。
实施例3：
图3为本发明的25045与单片机的接口电路原理图；
该电路提供看门狗定时器及Vcc检测电路控制的复位，也可手动复位，连接单片机的P1．0-P1．3引脚，25045的RESET为漏极开路的输出端，应接上拉电阻R。
实施例4：
图4为本发明的通讯模块电路原理图；
电源转换芯片采用MAX232芯片，把输入的+5V电源电压变换成为RS-232C输出电平所需的±10V电压，MAX232芯片中两路发送接受中任选一路作为接口，T1IN接单片机的发送端TXD，PC机的RS-232的接受端RXD一定要对应接T1OUT引脚。同时R1OUT接单片机RXD引脚，PC机的RS-232发送端TXD对应接R1IN一脚。
Claims (3)
1.一种恒温箱集散温度控制装置，其特征在于：该系统由控制电路模块、加热电路模块、温度传感反馈模块和测量电路模块组成；所述的控制电路模块是由控制芯片和显示器电路组成；所述的加热电路模块是由光电隔离器、电压跟随器、三极管控制电路、继电器组成；温度传感反馈模块是由恒温箱与温度传感器组成；所述的测量电路模块是由放大电路、A/D转换电路组成；所述的恒温箱连接温度传感器，温度传感器连接放大电路，放大电路连接A/D转换电路，A/D转换电路连接控制芯片，控制芯片连接光电隔离器，光电隔离器连接电压跟随器、电压跟随器连接三极管控制电路，三极管控制电路连接继电器，继电器连接恒温箱。
2.根据权利要求1所述的一种恒温箱集散温度控制装置，其特征在于：所述的控制芯为C52系列单片机中的89C52单片机，以处理给定信号和反馈信号，并发出相应的指令来控制光隔离器，再由光隔离器控制继电器的通断从而控制加热电路模块的通断；加热电路模块用来实现对系统的升温加热达到预定的温度，当温度没有达到要求时，控制电路模块通过光隔离器和继电器来控制加热电路模块的通断；测量电路模块将测量到的信号经过处理变成数字信号送入89C52单片机中进行处理，控制电路模块中的显示器电路具有人机交互对话的功能。
3.根据权利要求1所述的一种恒温箱集散温度控制装置，其特征在于：所述的恒温箱温度调整范围大致范围为20-100度。
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