**单片机设计介绍，基于STC12单片机恒温箱温度控制系统设计
文章目录
- 一 概要
- 二、功能设计
- 设计思路
- 三、 软件设计
- 原理图
- 五、 程序
- 六、 文章目录
一 概要
基于STC12单片机的恒温箱温度控制系统设计概要如下：
一、设计背景与目的
恒温箱在实验室、医疗、工业等多个领域都有广泛应用，其温度控制精度和稳定性对实验结果、产品质量等具有重要影响。因此，设计一款基于STC12单片机的恒温箱温度控制系统，旨在实现温度的精准控制和实时监测，确保恒温箱内部环境稳定在设定的温度范围内。
二、系统组成
该系统主要由以下几个部分组成：
STC12单片机控制模块：作为系统的核心控制单元，负责接收传感器数据、处理信号、输出控制指令。
温度传感器：用于实时监测恒温箱内部的温度，并将温度信号转换为电信号输出给单片机。
A/D转换模块：将温度传感器输出的模拟信号转换为数字信号，便于单片机进行处理。
显示模块：采用LCD显示屏或数码管等显示设备，实时显示当前温度值和设定温度值。
按键模块：提供用户输入接口，用于设定温度值、调整参数等操作。
加热/制冷模块：根据单片机的控制指令，通过加热或制冷设备调节恒温箱内部温度。
电源模块：为系统提供稳定的电源供应。
三、工作原理
系统上电后，STC12单片机进行初始化操作，并等待温度传感器发送温度数据。温度传感器实时监测恒温箱内部温度，并将温度信号转换为电信号输出给A/D转换模块。A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后，发送给单片机。单片机根据接收到的温度数据和设定的温度值进行比较，判断当前温度是否达到设定值。如果当前温度低于设定值，则单片机输出控制指令，启动加热模块进行加热；如果当前温度高于设定值，则单片机输出控制指令，启动制冷模块进行制冷。同时，单片机将当前温度值和设定温度值通过显示模块进行实时显示。用户可以通过按键模块设定温度值、调整参数等操作。
四、功能特点
精准控制：采用STC12单片机作为控制核心，结合温度传感器和A/D转换模块，实现温度的精准控制。
实时监测：温度传感器实时监测恒温箱内部温度，确保温度控制在设定范围内。
显示直观：采用LCD显示屏或数码管等显示设备，实时显示当前温度值和设定温度值，方便用户观察。
操作简单：提供按键模块作为用户输入接口，方便用户设定温度值、调整参数等操作。
稳定性好：系统采用模块化设计，各个模块之间相互独立，易于维修和更换。同时，系统还具备防止系统无故掉电的功能，确保数据的完整性和安全性。
五、应用前景
基于STC12单片机的恒温箱温度控制系统具有广泛的应用前景。在实验室中，它可以为科研人员提供稳定的实验环境；在医疗领域，它可以确保药品、试剂等物品的存储环境符合要求；在工业生产中，它可以为产品质量提供保障。随着科技的不断发展，该系统将在更多领域得到应用和推广。
二、功能设计
1、通过2路热电偶检测温度，温度范围是0-250℃。
2、将2路温度值和2路温度的设置阈值实时显示在LCD1602液晶上。2路阈值均默认显示45℃。
3、可以通过按键对2路温度的阈值进行设置，两路温度阈值对应控制2路加热继电器。如果第一路热电偶检测到的温度低于第一路温度设置的阈值，则第一路继电器闭合，否则第一路加热继电器断开。第二路加热继电器控制方法同上。
4、温度维持在阈值的时间可以通过按键设定，并且显示在液晶上。时间范围为（0-60）分钟。
5、系统设置好后，按下启动按键，这2路加热继电器将按照第3点功能开始工作，工作时间为第4点设定的时间，时间到后，2路加热继电器全部断开，同时风扇继电器开始闭合，当2路热电偶检测到的温度均低于45℃时，风扇继电器断开，同时蜂鸣器报警10秒，然后停止鸣叫，液晶显示待机状态。自此整个周期结束，除非再次按下启动按键。
5、系统采用220VAC供电，内置220V转直流电源模块。
6、电路板尺寸为：140*80mm。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
————————————————
仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
————————————————
原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
————————————————
六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
