论文总字数：21163字

摘 要

为实现恒温孵化箱温度控制，以AT89C51单片机为控制核心，利用温度传感器DS18B20对孵化箱内温度进行检测，通过加热片及风扇实现温度控制。系统可实时显示孵化箱温度，具有高低温报警功能。为达到较好的控制效果，采用增量式PID算法，减少温度波动，达到恒温目的。

系统主要由温度检测模块、数码显示模块、温度控制模块等组成。可根据不同孵化对象设置温度上下限，系统电路简单，可靠性好，价格低廉，具有较好的实用价值。

关键词：单片机,恒温,温度传感器

Design and Implementation of Constant Temperature incubator Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

In order to realize the temperature control of constant temperature incubator, AT89C51 single chip microcomputer as the control core, the temperature sensor DS18B20 is used to detect the temperature in the incubator, and the temperature control is realized through heating plate and fan.The system can display the incubator temperature in real time and has the function of high and low temperature alarm.In order to achieve better control effect, incremental PID algorithm is adopted to reduce temperature fluctuation and achieve constant temperature.

The system is mainly composed of temperature detection module, digital display module, temperature control module, etc.The temperature upper and lower limit can be set according to different incubation objects.

Key words: single-chip,thermostat,temperature sensor

目录

摘要 I

Abstract II

第一章引言 1

1.1选题背景 1

1.2恒温孵化箱的现状及发展前景 2

1.2.1国内现状 2

1.2.2恒温孵化箱国外研究现状 2

1.2.3恒温孵化箱发展存在的问题 2

第二章系统的总体方案 4

2.1方案设计要求 4

2.2总方案设计 4

第三章单片机的简介和选型 5

3.1 单片机的概述 5

3.1.1 单片机的发展历程 5

3.1.2单片机的组成结构 5

3.1.3 基础结构 5

3.2 单片机的分类 6

3.3 51单片机 6

第四章硬件的选择 9

4.1 温度采集模块 9

4.1.1 DS18B20介绍 9

4.1.2 内部结构 9

4.1.3智能传感器测温原理 10

4.2LED数码管的选用 12

4.3继电器 13

4.4其他的硬件选择 14

第五章恒温孵化箱的软件设计 15

5.1软件的选择 15

5.2主程序流程图 15

5.3 PID算法控制模块 16

5.4按键模块 17

第六章系统调试 18

6.1硬件的调试 18

6.2软件的调试 18

第七章结束语 21

致谢 22

参考文献 23

附录1 24

附录2 25

第一章引言

1.1选题背景

每一个孩子都是家庭的希望，因此孩子成长过程中所摄入的营养更是家长们关心的重中之重，蛋类是补充孩子们日常所需的必不可少的营养物质之一，肉类的补充更是必需品。家禽作为生长周期短，价格便宜，还具有丰富的营养价值，已是人们关注的重点食品之一。现成为家庭餐桌上的一道常菜。为此提高家禽的产量和品质是人们所关心的主要问题，为了能够得到优质的蛋和家禽肉质，为此在孵化的过程中需要对种蛋的环境，温度，湿度等各方面进行严格把控，拒绝各种环境因素对孵化产生不利的影响，确保家禽的出壳率和雏禽的成活率，同时也要保证各禽类的健康质量问题，在各个的问题之中，温度是整个家禽类孵化过程中最为关键的问题之一，初期的胚胎健康发育能直接影响到后期家禽成活和健康。确保胚胎能正常的发育，才能获得高品质的家禽。

温度的把控已经事不宜迟，在孵化过程中，温度出现高温现象，蛋的内部胚胎生长速度将会加快，整个的孵化时间也会随之减少，这带来的后续问题便是胚胎将会过早的死亡，整个的孵化率将会下降。剩下成活的胚胎其品质也会有所下降。当胚胎的孵化温度超过42°时，那么将来的2到3小时内胚胎将会面临死亡。在孵化的初期温度出现高温现象，这时所孵化的蛋类胚胎将会出现黏壳，发育出现畸形。如果温度依旧不进行改变的话，接下来的2天胚胎的尿囊会提前合拢，成雏的时间也会提前，但是雏禽的出壳时间将会被延长。在孵化过程中出现短时间的强烈的高温，这时的胚胎将会有各种症状：干燥、黏壳、胚胎血液出现暗黑，心脏出血。然而在后期温度出现高温现象的话，那么胚胎的成形，出壳都将会提前，但是其出壳后的雏禽大部分也会死亡，成活率低，雏禽的质量和健康也随之下降。

在孵化过程出现温度偏低的话，雏禽的孵化时间将会得到延长，雏禽的发育也会变得缓慢，内部的气室会增大，对应的成活率也会随之下降，雏禽的健康和质量更是无法保证。在温度低于35.6°的时候，禽类胚胎将会死于孵化过程中。

由此发现，环境温度对于家禽的孵化有着一定的可控能力，据调查，在孵化过程中，胚胎发育的适宜温度为36°到40.5°之间，然而在不同时期的孵化时，所需要的孵化温度也是不一样的，因此会需要进行一些调整。虽然在这个温度范围内一些蛋类家禽仍然能出壳、成活，但是在智能孵化箱的条件下，这时的温度范围将不在被胚胎适应，就恒温孵化箱而言，其家禽的适宜孵化温度为37.8°，上下浮动0.3°皆能出雏。因此，在对于恒温孵化箱来讲控制温度的精确度已然是一个重要的标准。

在如今人们的科技水平不断发展的情况之下，人们对于单片机的使用越来越广泛，从科研到工业再到生活处处能见到单片机的身影。轻便，简单，快捷已然是单片机的代名词。科技改变生活，单片机技术的成熟也让人们的目光也越来越长远。

轻便，稳定，可靠，是选用孵化箱的首选之一，低投入，高产出更是养殖户们所期待的。

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