1、 引言 随着“信息时代”的到来， 作为获取信息的手段传感器技术得到了 显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫 切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。 因此， 了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号， 使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们 都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制 系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感 器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调 整
2、才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用 实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信 息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传 感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高 工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型 传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其 发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以 及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利 用单片机结合传感器技术而开发
3、设计了这一温度监控系统。文中传感器理 论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器 探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。 本设计应用性比较强，设计系统可以作为生物培养液温度监控系统， 如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课 题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机 实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。 本设计系统包括温度传感器，A/D 转换模块，输出控制模块，数据传 输模块，温度显示模块和温度调节驱动电路六个部分。文中对每个部分功 能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了
4、课 题所有要求。 1 设计要求 1.1 控制要求 （1）生物繁殖培养液的温度要保证在适于细胞繁殖的温度内，这主要 在控制程序设计中考虑。温度控制范围为 15 25，升温、降温阶段的温 度控制精度要求为 0.5 度，保温阶段温度控制精度为 0.5 度 。 图 1.1.1 温度控制曲线 （2）微机自动调节 正常情况下，系统投入自动。 （3）模拟手动操作 当系统发生异常，投入手动操作。 （4）微机监控功能 显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输 出。 1.2 受控对象的数学模型 生物繁殖的培养液主要用于生物的繁殖研究，而温度是影响生物繁殖 的重要因素。本系统要求长时间监视培养液的温度，并对当前的温度进行 控制。本控制对象为生物繁殖用培养液，采用继电器进行控制。 2 系统的硬件配置 2.1 单片机和系统总线 单片机：PIC16F877A（PIC16F877A 为美国 MICORCHIP 公司生产的带 A/D 转 换的 8 位单片机） 。 显示系统：商用计算机。 用户内存：256M RAM。 系统总线：RS-232-C 接口（又称 EIA RS-232-C）RS232 C 有 2
