本實(shí)用新型主要涉及動物器官實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)的研究中，常常需要對動物器官進(jìn)行長時間的觀察或者實(shí)驗(yàn)，這不僅要使動物器官細(xì)胞保持存活狀態(tài)、還需要維持動物器官細(xì)胞的正常代謝，溫度控制對于動物器官實(shí)驗(yàn)非常重要，溫度設(shè)置不當(dāng)?shù)脑拰?shí)驗(yàn)有很大的影響，因此，提供一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)，不僅對實(shí)驗(yàn)溫度進(jìn)行控制，還可以保證動物器官的濕度及對異常溫度進(jìn)行報警。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，通過按鍵設(shè)定溫度，溫度過高時自動進(jìn)行報警提醒，系統(tǒng)異常時，可以通過按鍵緊急停止系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)工作中進(jìn)行掉電檢測，防止數(shù)據(jù)掉電丟失，在動物器官實(shí)驗(yàn)過程中，可以通過按鍵增加潤濕液，用相應(yīng)的潤濕液使動物器官保證一定是濕度。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)包括單片機(jī)、時鐘模塊、電源模塊、掉電檢測電路、加熱測溫電路、按鍵模塊、顯示模塊、閥門驅(qū)動電路、指示報警電路、通信接口、上位機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，通過按鍵設(shè)定溫度，溫度過高時自動進(jìn)行報警提醒，系統(tǒng)異常時，可以通過按鍵緊急停止系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)工作中進(jìn)行掉電檢測，防止數(shù)據(jù)掉電丟失，在動物器官實(shí)驗(yàn)過程中，可以通過按鍵增加潤濕液，用相應(yīng)的潤濕液使動物器官保證一定是濕度。

其中，所述時鐘模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述加熱測溫電路連接著單片機(jī)；所述按鍵模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述電源模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述單片機(jī)的輸出端連接著掉電檢測電路的輸入端；所述單片機(jī)的輸出端連接著顯示模塊的輸入端；所述單片機(jī)的輸出端連接著閥門驅(qū)動電路的輸入端；所述單片機(jī)的輸出端連接著指示報警電路的輸入端；所述上位機(jī)通過通信接口連接著上位機(jī)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)所述單片機(jī)采用STC12C5A60S2單片機(jī)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)所述加熱測溫電路采用ITO薄膜加熱器。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)所述時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)所述顯示模塊采用LCD12864液晶顯示屏。

控制效果：本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，通過按鍵設(shè)定溫度，溫度過高時自動進(jìn)行報警提醒，系統(tǒng)異常時，可以通過按鍵緊急停止系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)工作中進(jìn)行掉電檢測，防止數(shù)據(jù)掉電丟失，在動物器官實(shí)驗(yàn)過程中，可以通過按鍵增加潤濕液，用相應(yīng)的潤濕液使動物器官保證一定是濕度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的單片機(jī)的電路圖。

圖3為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的時鐘模塊的電路圖。

圖4為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的加熱測溫電路的電路圖。

圖5為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的掉電檢測電路的電路圖。

圖6為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的按鍵模塊的電路圖。

圖7為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的顯示模塊的電路圖。

圖8為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的閥門驅(qū)動電路的電路圖。

圖9為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的指示報警電路的電路圖。

圖10為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的通信接口的電路圖。

圖11為本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的電源模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)包括單片機(jī)、時鐘模塊、電源模塊、掉電檢測電路、加熱測溫電路、按鍵模塊、顯示模塊、閥門驅(qū)動電路、指示報警電路、通信接口、上位機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，通過按鍵設(shè)定溫度，溫度過高時自動進(jìn)行報警提醒，系統(tǒng)異常時，可以通過按鍵緊急停止系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)工作中進(jìn)行掉電檢測，防止數(shù)據(jù)掉電丟失，在動物器官實(shí)驗(yàn)過程中，可以通過按鍵增加潤濕液，用相應(yīng)的潤濕液使動物器官保證一定是濕度。

其中，所述時鐘模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片，時鐘模塊用于產(chǎn)生時鐘信號給系統(tǒng)提供實(shí)時時間，時鐘模塊的SCLK引腳與單片機(jī)的P3.6引腳相連接；時鐘模塊的RST引腳與單片機(jī)的P3.5引腳相連接，RST引腳為輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高；時鐘模塊的DATA引腳與單片機(jī)的P3.7引腳相連接。

所述加熱測溫電路連接著單片機(jī)，采用ITO薄膜加熱器，ITO薄膜加熱器中主要元件為ITO導(dǎo)電薄膜，ITO導(dǎo)電薄膜既作為系統(tǒng)的加熱元件，又作為系統(tǒng)的測溫傳感元件，測溫和加熱分時選通。加熱測溫電路的PWM信號端與單片機(jī)的P2.6引腳相連接，加熱測溫電路的TEMP信號端與單片機(jī)的P2.7引腳相連接，加熱測溫電路的ADC_IN信號端與單片機(jī)的P1.0引腳相連接；當(dāng)PWM信號端為高電平，TEMP信號端為低電平時，選通加熱電路，外部加熱電源連接ITO導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)通ITO導(dǎo)電薄膜進(jìn)行加熱；當(dāng)PWM信號端為低電平，而TEMP信號端為高電平時，則選通測溫電路。測溫電路由ITO導(dǎo)電薄膜與R3、R4、R5組惠登斯電橋構(gòu)成，ITO導(dǎo)電薄膜阻抗微小變化將轉(zhuǎn)換為電橋上的電壓變化，經(jīng)過AD620放大，傳輸給單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測定電壓值通過換算獲得ITO導(dǎo)電薄膜的電阻值，得到相應(yīng)的溫度值。

所述按鍵模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，通過按鍵模塊設(shè)定溫度值以及應(yīng)急處理，按鍵模塊的SW1、SW2、SW3、SW4分別與單片機(jī)的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7引腳相連接，在按鍵兩端接電容，用于電源濾波，達(dá)到去抖的效果，其中，SW1按鍵為閥門驅(qū)動按鍵，當(dāng)按下SW1按鍵時，向單片機(jī)發(fā)送控制信號，單片機(jī)根據(jù)接收的控制信號動閥門驅(qū)動電路，打開潤濕液閥門，為動物器官增加潤濕液；SW2按鍵為加按鍵，用于對需要更改參數(shù)的溫度值進(jìn)行加操作；SW3按鍵為減按鍵，用于對需要更改參數(shù)的溫度值進(jìn)行減操作；SW4按鍵為應(yīng)急按鍵，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)溫度異?；蛘叩綦姇r，通過按下SW4按鍵，向系統(tǒng)控制系統(tǒng)停止工作。

所述電源模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，電源模塊用于給系統(tǒng)供電，保證系統(tǒng)正常工作，電源模塊采用220V交流電源供電，當(dāng)有交流電接入后，首先降壓為12V交流電，然后進(jìn)入電橋電路中進(jìn)行整流，將交流電整流為直流電，直流電通過電容濾波后進(jìn)入穩(wěn)壓器7812，生成+12V直流電，再經(jīng)過電容濾波后進(jìn)入穩(wěn)壓器7812，生成+5V直流電，在電路中增加了一塊12V蓄電池，在有220V交流電輸入時，被充電或者不工作，通過VCC端口給系統(tǒng)供電。

所述單片機(jī)的輸出端連接著掉電檢測電路的輸入端，掉電檢測模塊的A端與單片機(jī)的VCC引腳相連接，掉電檢測模塊的B端與單片機(jī)的P2.4引腳相連接，掉電檢測模塊的C端與單片機(jī)的P3.2引腳相連接；三極管Q3和鉗制位二極管D7、分壓電阻R13、電位電阻R12等構(gòu)成基極上和發(fā)射極上雙端輸入比較器，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)掉電檢測和發(fā)出最高優(yōu)先級的掉電中斷，數(shù)據(jù)掉電保存，此時單片機(jī)的P3.2引腳為低電平，正常供電時，三極管Q3處于截止?fàn)顟B(tài)，而使P3.2引腳維持高電平。

所述單片機(jī)的輸出端連接著顯示模塊的輸入端，顯示模塊根據(jù)控制信號進(jìn)行顯示實(shí)時時間、當(dāng)前檢測溫度值和設(shè)定的溫度值，顯示模塊采用LCD12864液晶屏，通過單片機(jī)的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引腳與顯示模塊的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端相連接，用來顯示數(shù)據(jù)；單片機(jī)的P2.0引腳與顯示模塊的R/W端相連接，用來控制讀寫操作；單片機(jī)的P2.1引腳與顯示模塊的RS端相連接，RS端為指令/數(shù)據(jù)選擇端；單片機(jī)的P2.2引腳與顯示模塊的E端相連接，E為使能端；單片機(jī)的P2.0、P2.1、P2.2引腳用于控制顯示模塊中的數(shù)碼管的選通狀態(tài)。

所述單片機(jī)的輸出端連接著閥門驅(qū)動電路的輸入端，單片機(jī)通過P3.4引腳向閥門驅(qū)動電路發(fā)送控制信號，閥門驅(qū)動電路的OUT1端接收到來自單片機(jī)的P3.4引腳的控制信號后，經(jīng)過光耦U5和NPN三極管Q5，使繼電器K4得電，接通潤濕液閥門，為動物器官實(shí)驗(yàn)提供潤濕液，保持動物器官的濕度。

所述單片機(jī)的輸出端連接著指示報警電路的輸入端，指示燈報警電路采用LED和蜂鳴器，LED端與單片機(jī)的P1.3引腳相連接，SPEAKER端與單片機(jī)的P1.2引腳相連接，當(dāng)單片機(jī)的P1.3引腳低電平，指示燈LED1發(fā)光；當(dāng)單片機(jī)的P1.2引腳為低電平時，三極管Q4的基極加低電壓，三極管Q4的集電極和發(fā)射極短路，蜂鳴器得電開始工作，發(fā)聲報警。

所述上位機(jī)通過通信接口連接著上位機(jī)，通信接口用于傳輸數(shù)據(jù)，通信接口采用RS232接口，上位機(jī)采用計算機(jī)，用于接收檢測的數(shù)據(jù)信息，單片機(jī)的P3.0引腳與MAX232的R1OUT引腳相連接，單片機(jī)的P3.1引腳與MAX232的T1IN引腳相連接。

具體實(shí)施方式二：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11說明本實(shí)施方式，所述單片機(jī)采用STC12C5A60S2單片機(jī)。所述STC12C5A60S2單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S)，針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。

具體實(shí)施方式三：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11說明本實(shí)施方式，所述加熱測溫電路采用ITO薄膜加熱器。所述ITO導(dǎo)電薄膜能夠到點(diǎn)發(fā)熱且透光性良好，ITO導(dǎo)電層具有溫阻特性，在100℃范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，因此，采用ITO自身作為溫度傳感器。ITO薄膜加熱器中主要元件為ITO導(dǎo)電薄膜，ITO導(dǎo)電薄膜既作為系統(tǒng)的加熱元件，又作為系統(tǒng)的測溫傳感元件，測溫和加熱分時選通。當(dāng)PWM信號端為高電平，TEMP信號端為低電平時，選通加熱電路，外部加熱電源連接ITO導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)通ITO導(dǎo)電薄膜進(jìn)行加熱；當(dāng)PWM信號端為低電平，而TEMP信號端為高電平時，則選通測溫電路。測溫電路由ITO導(dǎo)電薄膜與R3、R4、R5組惠登斯電橋構(gòu)成，ITO導(dǎo)電薄膜阻抗微小變化將轉(zhuǎn)換為電橋上的電壓變化，經(jīng)過AD620放大，傳輸給單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測定電壓值通過換算獲得ITO導(dǎo)電薄膜的電阻值，得到相應(yīng)的溫度值。檢測ITO導(dǎo)電層阻值通過查表獲得溫度值，將溫度值與設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)過處理后計算出控制量，單片機(jī)輸出控制信號，控制ITO導(dǎo)電薄膜的加熱驅(qū)動電路斷開，將ITO導(dǎo)電薄膜的溫度控制在預(yù)先設(shè)定溫度值；系統(tǒng)顯示模塊顯示設(shè)定溫度和系統(tǒng)實(shí)際溫度。

具體實(shí)施方式四：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11說明本實(shí)施方式，所述時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片。所述DS1302時鐘芯片具有一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時時鐘電路，它可以對年、月、日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能。主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可以為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768Hz晶振。DS1302還可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，用于記錄用戶使用系統(tǒng)的時間點(diǎn)。

具體實(shí)施方式五：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11說明本實(shí)施方式，所述顯示模塊采用LCD12864液晶顯示屏。所述LCD12864液晶顯示屏是點(diǎn)陣液晶顯示模塊，由128*64個液晶顯示點(diǎn)組成的一個128列×64行的陣列。每個顯示點(diǎn)都對應(yīng)著有一位二進(jìn)制數(shù)，0表示滅，1表示亮。中文字庫的128×64是一種具有4位或8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64，內(nèi)置8192個16*16點(diǎn)漢字，和128個16*8點(diǎn)ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示，且低電壓低功耗。

本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)的工作原理為：本實(shí)用新型一種動物器官實(shí)驗(yàn)溫控系統(tǒng)，電源模塊用于給系統(tǒng)提供電能，保證系統(tǒng)的正常工作，掉電檢測模塊檢測單片機(jī)的供電情況，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)掉電檢測和發(fā)出最高優(yōu)先級的掉電中斷，數(shù)據(jù)掉電保存，此時單片機(jī)的P3.2引腳為低電平，正常供電時，三極管Q3處于截止?fàn)顟B(tài)，而使P3.2引腳維持高電平。時鐘模塊為系統(tǒng)提供實(shí)時時間，并通過顯示模塊顯示；通過按鍵模塊的加按鍵SW2和減按鍵SW3對溫度進(jìn)行設(shè)定，加熱測溫電路檢測當(dāng)前溫度值，傳送給單片機(jī)進(jìn)行存儲，單片機(jī)將檢測的溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行對比，并傳送給顯示模塊進(jìn)行顯示，并通過通信接口傳送到上位機(jī)的計算機(jī)，當(dāng)溫度過高時驅(qū)動指示報警電路進(jìn)行發(fā)聲、發(fā)光報警，當(dāng)系統(tǒng)溫度異常時，可以通過按鍵模塊中的應(yīng)急按鍵SW4向系統(tǒng)發(fā)送控制信號，使系統(tǒng)停止運(yùn)行；在動物器官實(shí)驗(yàn)過程中為了使器官保持濕潤，可以通過按鍵模塊中的閥門驅(qū)動按鍵SW1驅(qū)動閥門驅(qū)動電路，打開潤濕液閥門，為動物器官增加潤濕液。

雖然本實(shí)用新型已以較佳的實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動和修飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。