本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器，单片机AT89C51作为主控芯片，LCD作为显示输出，实现了对温度的实时测量与恒定控制。

2  概述

1  课题研究的背景

    恒温控制技术在现代生产、生活中被广泛应用，有着巨大的经济效益。恒温箱的控制系统最早由人工调节控制来达到所需的温度，到现在发展为采用基于单片机的自动控制系统控制其温度。恒温箱最基础的器件是由温度转换系统、模数转换系统、温度显示和单片机为核心组成。

    温度检测系统一般使用温度传感器。温度传感器是由1821年德国物理学家赛贝发明，后又出现热电偶传感器。德国西门子发明了铂电阻后，在半导体技术支持下相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器、集成温度传感器。20世纪90年代又发明了智能温度传感器，由此，可控制的温度范围有所加大，温度控制的精度也有所提高。目前市场上常见的温度传感器以电压输出为主要形式，不同的传感器其非线性曲线也各不相同，缺乏一个产品应具备的通用性和互换性。温度传感器应用范围很广、使用数量很大，但是在常规的环境参数中，由于温度受其它因素影响较大，而且难以校准，因此，温度也是最难准确测量的一个参数。常规方法测量温度误差大、准确度低、测量滞后的时间长。近年来，国内传感器正向着集成化、智能化、网络化和单片系统化的方向发展，为开发新一代温度检测系统创造了有利条件。

    模数转换器是现实中各种模拟信号通向数字化数字世界的桥梁。ADC模数转换器有8位，12，14，16，24位等。ADC的位数越高分辨率也越高，位数越高，精度也越高。现在工业需要高精度的电器也越来越多。对不同的产品要求的精度不一样，对ADC的选择也不一样。

    单片机是一种集成电路的芯片。从1976年起是单片机的开始阶段到1978年的单片机的完善阶段。到了1982年后到1990年，8位的单片机得到巩固发展，以及16位单片机推出。从1990到现在微控制器的全面发展阶段。所以单片机深入了各个领域的发展与应用。随着单片机的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益广泛，具有体积小、功能强、性价比高等特点，把单片机应用于温度控制系统中可以起到更好的控温作用，恒温箱是使用单片机进行温度控制的典型应用，采用单片机做主控单元，可完成对温度的采集和控制等的要求。

    显示一般有数码管和LCD液晶显示。

国内恒温箱的现状多为传统式电子产品，而国外温度控制技术发展较为成熟。温度传感器采用热敏电阻或热电阻，部分产品温度设定和电热丝开关通过触摸键和液晶显示屏实现人机交互界面，电热丝开关切换自动完成，运算放大电路和开关电路实现双位调节。这类智能恒温箱产品改善了人机交互界面，解决了“温度设定分度值过粗”等问题，但仍存在“控制精度不高”、“时间常数大”、“操作较复杂”等问题。近年来，温度控制器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温度控制器和网络温度控制器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速发展。以当今控制技术的发展智能控制温控器将会很快取代传统式电子产品。

2  课题研究的意义

    恒温箱应用广泛。例如，在工业生产上，对工业产品的原料性能、产品包装、产品寿命等测试；在农业上，可调节温度控制种子发芽和作物生长；在医学上，用于早产婴儿保护箱；在科学实验中，为生物技术实验提供所需的各种环境模拟条件，培养细菌生长等。因此对恒温箱作用研究也越来越多，应用范围也越来越广阔。