试析单片机基于单片机温度制约系统设计

摘要：温度是控制系统中主要的控制参数之一，对于不同场所、不同环境，对温度的范围和精度都会有不同的要求。一些对温度比较敏感的大型公共场合，要求的温度往往不是一个点，而是要求在一个稳定值上下浮动的温度范围，本文就基于单片机的温度控制系统设计进行了相应的探讨。
关键词：单片机温度 控制系统设计
在各种不同行业生产中，温度属于基础参数的其中之一，根据温度可以检测出与温度相关联的化学和物理的两种变化。因此，在工艺不断生产的过程中，温度控制占据着极为重要的地位，尤其是在交通、航天、制造、电力、林木建造、加工食品等众多行业得到广泛的推广。有效运用单片机进行控制温度，不但能提高控制能力，还能促使生产自动化进行，而且可以加快实现目标智能化的进程。

一、基于单片机温度控制原理

温度信息主要是由传感器进行测量，并转换成为豪伏级的电压信号，把经过的信号放大电路，就会把弱电压信号逐渐放大到单片机可以处理的范围以内。再经过输入A/D转换器来转换到数字信号，并且输入到主机中去，在单片机对信号进行采集的时候，想要更大程度的提高测量的精度，在采样的时候就必须对信号进行数字滤波。在这个时候，信号经过数字滤波以后，标度就会逐渐转换出来，并通过把温度显示出来。此外，还可以将该温度值与已经设定的温度值进行比较，根据两者之间存在的偏差的大小来按照积分分离的控制算法得出最后的输出控制量值。在通过输出控制量的数值来确定导通的时间以及加热的功率，从而来有效的调节温度环境。整个系统设计中，主要的目的就是为了使单片机能够对温度进行实时的检测和控制，用来解决工业以及日常生活中对温度控制的问题。可以运用十进制的数码来显示实际的温度值，方面人们的监视。如果当实际的温度不在规定范围内，那么系统将会自动的调节温度，确保温度的稳定性，实现自动控制的目的，温度的区分度规定在1℃内，当环境温度出现变化的时候，那么温度控制的静态误差就会小于等于0.5℃在整个系统设计中，主要的目的就是为了能够达到检测和控制温度的目的，使测控的精度更加准确，尽量使整个系统稳定性更好、可靠性更高并且速度较快，具备灵活性。

二、硬件设计

(一)温度检测电路

采用铂电阻温度传感器，设计成电桥放大电路，把温度的变化转换成铂电阻的变化，用电阻连成电桥，再把铂电阻的变化转换成电桥电压的变化，该电压经放大后送0809芯片进行模数（A/D）转换.放大电路选用单一运放构成差动放大器，放大倍数约200倍左右，运放内设有补偿，可承受大的差动输入电压且输入阻抗较高。

(二)A/D转换接口电路

SDB-I型单片单板机扩展了一片模数（A/D）转换芯片ADC0809，从而可实现8路的A/D输入，其口地址为：COOOH-C007H.ADC0809的A/D转换结束信号EOC与8031的P1.3脚相连，所以通过查询P1.3脚是否为高电平便可知A/D转换是否己经结束.8031可以读入转换好的数字量，并将该数字量送到软件部分查表程序的参数入口，从而查出它所对应的温度值，即为采样温度值。

三、WDY-1温控仪的测量及控制作用

(一)热电偶型号

WRN，分度号K，测温范围0～1300℃，可以长时间工作在0～1000℃，短时间工作到1300℃，是一种测量温度信号的传感器，其正极是镍错合金，负极是镍硅合金。使用时直接按要求放进无罐炉，镍诺-镍硅作为一种标准热电偶，在测取热电势时，其冷端温度T0=O℃（实际应用中要通过补偿实现），根据测得的热电势通过查表，可以直接读出热端温度值。可见，热电偶在炉中的位置并不是任意的，其热端所处的位置必须准确反映炉温。另外，热电偶性能的好坏直接影响热处理工件的质量，因此，必须定期对热电偶进行检查、更换。

(二)预处理电路

其作用包括：对热电偶信号的冷端补偿，断偶报替保护；三极滤波。冷端补偿电路主要为一直流电桥，R：为铜电阻，是一标准热电阻，当温度变化时，R.的阻值将发生变化，因此把R.放置在热电偶的冷端，让其感受冷端温度的变化。当温度=0℃时，桥压输出Uo=OV如果温度升高，则民变大，使桥压输出大于零，由此桥压的输出值即热电偶冷端温度所对应的热电势。断偶报警通过8031输出控制四位LED显示器同时闪烁显示“E’或蜂鸣器报警。

四、电路的试验和调整

(一)温度检测的部分

通过相关的实验进行检测可以证明，AD590温度传感器的理论数值小于所显示的输出数值，两者之间有着较为明显的差别。在实施多次的检测和研究分析可以得出以下结论：系统在工作运转时，会有相应的热量产生，从而导致误差的增加，致使实际的显示温度和检测的温度出现明显的差异性。可利用元件性能值进行误差的补救，分析计算出两者之间所存在的误差值。

(二)C语言编写

程序使温度控制能够有效地顺利运行，必须在电路中所设定相关软件的模式下进行，同时能够获得使用的权力。如若发现其他元件也有相关的程序输入，应立即采取检测调整的工作，而其余的所有程序也应采取检测调整的措施，才可将设计的全部功能逐渐实现。如所预定结果无法实现时，应对相应的程序实行检测和调整，查看是否出现遗漏情况，接着再根据其结果，重新进行程序的编写检测调整。
五、结语
综上所述，基于单片机的温度控制系统可以对环境温度进行检查和测量，能够根据已设定的写作来调节温度，控制执行的机构，实现调节温度的目的"当温度超出规定范围内，就会发出警报，及时调节到规定的温度，

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此系统的应用较广，且实用性和可靠性较高，能够在室内温度测量！实验仪器温度测试和锅炉温度测试等一系列工业环境中进行使用，具有较好的应用前景。
参考文献：
张晓芳. 基于C51的单片机温度控制系统设计[J]. 苏州市职业大学学报. 2009（04）
王哲，李莹. 基于单片机的温度控制系统设计[J]. 机械研究与应用. 2010（04）
[3]彭秋红，沈占彬. 基于单片机温度控制系统的硬件设计[J]. 机电产品开发与创新. 2010（05）
[4]林建雄. 基于单片机的温度控制系统研制[J]. 电力学报. 2008（02）
[5]姜波，佟巳刚. 基于单片机的温度监测系统设计与制作[J]. 数字技术与应用. 2012（06）