一、体系计划规划
本体系是根据经典C51系列单片机的运用开发，集环境温度的信号收集、数据的处理及温度的坚持操控等等为一体的数字操控体系。一起，该体系规划有友爱的人机交互界面以及简易的设置按键。
体系由如下功用模块组成：MCU模块，显现模块。电源模块，按键设置模块，温度收集模块。
冷却模块以及加热模块。体系计划框图如图1所示。
图1 体系计划框
二、元器材挑选
本规划的MCU选用sTC89C52单片机；考虑到节约器材运用的需求。温度传感器则选用单总线制的数字温度传感器DSl8820，无需接A，D转换器，采样值可直接送单片机处理，简易便利；体系选用一般单刀继电器HK4100F作为操控开关；两个水泥电阻（10W，10Ω）串联作为加热器材，低压（最高24V）供电，安全可靠；以5V直流供电小型电扇到达降温或使容器受热均匀的意图；选用一般的按键开关，完结恒温温度的可调设置功用；三位一体的数码管实时显现当时容器的温度值，简易低价，完结了人机交互界面之方针。
三、硬件电路规划
根据体系计划，概述首要模块接口电路；1、电源模块。12~24V沟通输入，输入的沟通电压为水泥电阻的宣布热量供应电能；输入沟通电压经整流滤波，接入稳压芯片7805转变为5V直流电压（VCC）以供应MCU及其外设体系运用。
2、显现模块。共阳数码管，段选接MCU I/013的P1组管脚。以9012三极管作为数码管位选开关，位选别离由P2‘5、P2’6、P2“7等管脚操控，三位数码管显现当时温度（采样温度）值，其间有一个为小数位。其他两个别离为十位和各位。
3、加热模块。首要根据设定恒温值与采样温度值的比较成果进行作业。即，采样温度值大于设定值时。继电器闭兼并接通水泥电阻加热，不然断开。
图2中，JDl、JD2别离接串联水泥电阻及沟通电源的一端，该继电器由单片机的P2‘4管脚操控。
图2 电路原理图
4、按键设置模块。为了节约资料和硬件资源，体系规划了三个按键，设置恒温值时，一个用于递加输入；另一个用于递减输入；第三个预留。三个按键的一端接地。另一端别离接MCU的P2’1、P2‘3、P2”2管脚。
5、冷却模块。装置小型电扇，以5V直流电压供电，以继电器操控电扇的作业状况，以完结智能化操控。首要根据设定恒温值与采样温度值的比较成果进行作业。即当采样温度值大于设定值时，继电器闭兼并发动电扇冷却。不然断开。该继电器由单片机的P2“3管脚操控。
6、温度收集模块，温度收集模块。以单总线操作的DSl8820温度传感器作为温度收集器。从温度传感器获取温度值的办法十分简练，无须接A，D转换器。即可完结对温度丈量并将丈量数据直接送单片机处理。且可使体系完结温度的巡回丈量和显现。其间，温度传感器的数据管脚接单片机的P3”5管脚。
四、体系软件规划
1、体系软件概述，如图3所示，体系软件主流程是一死循环程序。其首要使命是：
（1）初始化体系。首要完结相关单片机寄存器的装备，初始化全局变量等。
（2）判别。设置按键是否按下“。若按下。则转入设置处理。并守时10S，若10S后依然没有按键按下，则跳出设置处理。
（3）收集温度并处理数据。首要对DSl8820复位并读取数值，对所得数据作相关处理并终究转换为十进制数以便于数码管显现。
图3 主程序流程图
2、部分软件程序代码展现。软件的规划，运用Keil C51开发编写软件程序。软件程序首要由主程序，初始化子程序，读取DSl8820传感器数据子程序。温度数据处理子程序，显现子程序。中止守时子程序以及按键设置子程序等组成。因为读取DSl 8820数据的子程序触及底层硬件接13，故该子程序选用汇编言语编写，除此之外之外。其他悉数程序代码选用C言语编写。
主程序：
数码管显现程序：
温度操控子程序：
五、PCB规划与硬件焊接
以AlTIum Designer软件制造规划体系PCB图。
如图4所示。规划PCB时，首要留意如下问题：1、按模块电路组合摆放元器材。行将同一模块的元器材尽量摆放在一起，以防止布线冗杂而难以发现检测或扫除毛病；2、布线时确保安全的线距离，设置好布线规矩后。最好手动布线；3、需求与外界衔接的接口，一般放在P C B的边际；4、滤波电容。
需接近要滤波的器材附件，相互衔接的导线不宜过长。不然影响滤波作用。查看确保制成的PCB没有短路、断路以及连错的情况下，将相应元器材焊接于制成的PCB上。
图4 PCB图
六、体系调试与毛病扫除
以万用表检测硬件的衔接线路；在确保硬件电路没有短路、断路等问题的情况下。运用宏晶科技单公司所供应的下载软件（如图5所示）。将程序下载到STC89C52RC单片机上。然后进行软硬件结合调试。
图5 下载软件界面图
在调试的过程中，遇到如下毛病，下载成功并给体系上电，刚开始程序正常运转，具有预期作用–数码管显现出温度值。而不到1分钟。数码管不再显现。此刻，用手摸MCU，发现温度正常不发热。按复位键，无效；然后拔掉电源，用万用表测验数码管。数码管无缺；后来换了别的一块无缺的MCU，问题依然存在；最终着手去查硬件问题，发现MCU复位电路上的电解电容焊接反了，将该电容替换，问题得以处理。用WNY-03型0-1 50℃水银温度计头刺进温控样品容器箱，测20℃，30℃，40℃，50℃操控值与实践值的差错。
七、功用简介
制造制品如6所示。整个体系所具有的功用：（1）具有简易可行的温度收集功用。（2）根据所收集的温度值和设定的恒温值进行比照，并决议对体系环境加热或许冷却完结主动控温。（3）完结对小规模环境（如样品容器箱）的恒温。
图6 制品作用展现图
八、小结
本规划以经典的低价单片机作为微操控器，规划了具有友爱人及交互界面、智能化高级特色的温控样品容器箱。别的，需求指出的是。该体系依然具有完善空间，如选用贴片封装的元器材。半导体制冷器材等。改进软件方面，亦有很大的空间。如程序滤波算法的运用，将进一步削减温度差错。将使该体系操控精度更高、功耗更低。温度操控规模更大。
