关贵清，林建平，肖顺根 （宁德师范学院物理与电气工程系，福建 宁德352100）

恒温箱可以用来控制温度，在工农业及医学等领域有着广泛应用，其关键技术是利用恒温测控系统来保持温度的稳定，恒温测控系统包括人工控制和自动控制2种恒温测控系统［1－3］。为了避免人工控制恒温测控系统控制温度不稳定的缺点，笔者对基于单片机的恒温测控系统进行了设计研究。

1 系统硬件设计

以高速单片机STC89C52为核心控制器件，采用数字温度计芯片DS18B20构成测温单元并将温度显示于1602液晶显示器上，应用固态继电器构建开关功放调节加热器工作状态，系统框图如图1所示。

1.1 STC89C52控制电路模块

图1 系统结构框图

STC89C52单片机内部有4KB单元的程序存储器，不需外部扩展程序存储器，而且其I／O口也能够满足系统需求。STC89C52单片机最小系统模块如图2所示，其中P0口接10K的上拉电阻以便与显示模块进行通讯。

图2 控制器模块电路图

1.2 键盘与温度检测模块电路

键盘和温度检测模块电路图如图3所示。采用4×4矩阵键盘接单片机P1口，利用DS18B20模块对水温进行采样，并与单片机通讯以实现对水温的控制。

1.3 继电器模块电路

继电器模块电路主要控制加热器的通断，其与单片机的P2.6口进行通讯（见图4）。

1.4 1602液晶显示模块电路

1602液晶显示模块按照总线接法来连接，其数据口接单片机的P0口 （见图5）。

图3 键盘与温度检测模块电路图

图4 继电器模块电路图

图5 1602液晶显示模块电路图

2 系统软件设计

以传统的PID控制算法为核心，通过实验测试的方法获得控制参数范围，然后应用试凑法进行参数设定，最终达到较为快速、精确的控制。……