基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)研究

摘要：隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平的提高與電子技術(shù)的發(fā)展，以單片機(jī)技術(shù)發(fā)展為重要代表的大規(guī)模集成電路的發(fā)展也十分迅速，為人們的生活帶來了翻天覆地的變化，也為現(xiàn)代工業(yè)帶來了新技術(shù)的又一次革命。 目前，單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于金屬冶煉、化工生產(chǎn)、食品加工和機(jī)械制造等工業(yè)活動(dòng)中，此系統(tǒng)能夠?qū)σ睙捊饘偎褂玫募訜釥t，化工生產(chǎn)所需要的反應(yīng)爐和熱處理爐等生產(chǎn)器具進(jìn)行溫度控制，為產(chǎn)品生產(chǎn)提供合適的溫度，從而提高產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。本文主要對(duì)單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的功能和工作原理進(jìn)行介紹，并分析系統(tǒng)的軟硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)的相關(guān)要求，進(jìn)而為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員提供科學(xué)合理的方法來進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)效率。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X（2015）03-0042-01

一、單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的功能及工作原理

（一）單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的功能。

從單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的名稱上來看，此系統(tǒng)的功能就是對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行溫度控制，這就是單片機(jī)最主要的目的。將控制功能進(jìn)一步細(xì)分，我們可以知道，單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)可以對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，然后將檢測(cè)的數(shù)據(jù)以十進(jìn)制的數(shù)碼提供給監(jiān)控人員，單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的操作人員在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)候，可以將溫度控制在一定的范圍內(nèi)以適應(yīng)不同的溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)所，一旦溫度超過預(yù)設(shè)的溫度范圍，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將溫度調(diào)節(jié)到溫度范圍內(nèi)，以此來保證產(chǎn)品生產(chǎn)所需的溫度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，促進(jìn)企業(yè)的快速發(fā)展和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

近幾年來，隨著科技和經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步，人們對(duì)產(chǎn)品提出了新的要求，為了滿足人們對(duì)產(chǎn)品的需求，企業(yè)必須使用測(cè)控精度較高的溫度控制系統(tǒng)，并且還要使用穩(wěn)定性較好的系統(tǒng)來確保生產(chǎn)產(chǎn)品所需的最是溫度，從而確保生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。

（二）單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)擁有控制溫度功能的原因。

單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)要想擁有控制溫度的作用，就必須依靠系統(tǒng)的硬件電路和軟件電路，只有兩者協(xié)同合作，才能對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，并為溫度檢測(cè)系統(tǒng)提供合適的溫度范圍，為產(chǎn)品生產(chǎn)提供適宜的溫度，從而促進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)量和質(zhì)量，改善人們的生活，為生產(chǎn)建設(shè)部門提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，促進(jìn)建筑行業(yè)和生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。

二、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的硬件要求

（一）溫度控制系統(tǒng)中單片機(jī)的選取。

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的時(shí)候，必須按照系統(tǒng)使用者的需求選取科技含量較高，應(yīng)用效果較好的單片機(jī)，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)系統(tǒng)的控制，確保溫度控制系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，為產(chǎn)品生產(chǎn)提供適宜的溫度，促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的快速發(fā)展。

（二）檢測(cè)溫度的電路對(duì)硬件的要求。

檢測(cè)溫度的電路中需要的硬件有熱電偶、放大鏡和信號(hào)轉(zhuǎn)換器。熱電偶在系統(tǒng)中能夠?qū)⒆兓臏囟刃畔⑥D(zhuǎn)換成與信息變化相一致的電信號(hào)，此種電信號(hào)在輸出的時(shí)候比較微弱，所以就要利用放大器來將微弱的電信號(hào)放大，由于放大后的數(shù)據(jù)屬于模擬信號(hào)，無法順利地輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，就需要使用信號(hào)轉(zhuǎn)換器來將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，從而為監(jiān)測(cè)人員提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（三）控制溫度的電路對(duì)硬件的要求。

在控制溫度的電路中只需要使用一個(gè)控制溫度的電路元件，檢測(cè)人員通過該元件可以對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)定，一旦產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的溫度超過設(shè)定的最高溫度，該元件就能利用半導(dǎo)體的制冷功能來降低產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度，當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的溫度低于設(shè)定的最低溫度，元件就能夠通過半導(dǎo)體的加熱功能來升高產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度。

（四）人機(jī)對(duì)話電路對(duì)硬件的要求。

人機(jī)對(duì)話電路使用的硬件主要有顯示器、鍵盤。單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)中的顯示器是由一些發(fā)光二極管組成的，當(dāng)顯示器接收到的字符的時(shí)候，一些發(fā)光二極管就會(huì)發(fā)生不同變化，因而就會(huì)在屏幕上顯示出不同的亮光，為檢測(cè)人員提供相關(guān)的信息。鍵盤作為輸入設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)對(duì)話，還能夠?qū)ο到y(tǒng)設(shè)置進(jìn)行更改，從而為產(chǎn)品生產(chǎn)提供合適的溫度。

三、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的步驟

（一）溫度控制系統(tǒng)中監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)監(jiān)控程序的時(shí)候，要正確處理系統(tǒng)的調(diào)度問題，這就要求設(shè)計(jì)人員根據(jù)環(huán)境的相關(guān)變化來選取合適的調(diào)度方法，從而幫助單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)快速地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的任務(wù)。

（二）系統(tǒng)中斷與子程序調(diào)用的設(shè)計(jì)。

要對(duì)程序進(jìn)行初始化處理，然后將脈沖方式的中斷信號(hào)輸向外部中斷源，將中斷源進(jìn)行中斷，再進(jìn)行相關(guān)地址的更改，促進(jìn)信號(hào)轉(zhuǎn)換硬件的順利使用。經(jīng)過一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)換，將最終的數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存在緩沖區(qū)域內(nèi)。

四、系統(tǒng)調(diào)試

（一）利用開發(fā)裝置來進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)。單機(jī)片的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)開發(fā)裝置上完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，就可以在開發(fā)裝置上來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，主要方法是在開發(fā)裝置上連入仿真器，在應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)一系列的程序代碼，如果運(yùn)行出錯(cuò)，就找到處錯(cuò)誤的代碼進(jìn)行更改，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（二）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行連調(diào)處理。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行連調(diào)處理的時(shí)候，可以采用自底向上或自頂向下的方法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，根據(jù)聯(lián)調(diào)得到的信息進(jìn)行方案更改，最終達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)的目的。

（三）將程序固化到芯片內(nèi)部。設(shè)計(jì)人員要將完成設(shè)計(jì)和調(diào)試的程序固化到芯片內(nèi)部，從而保護(hù)程序的安全性，保護(hù)設(shè)計(jì)人員的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

五、結(jié)束語

單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方面上發(fā)揮著越來越重要的作用，為了與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展性適應(yīng)，企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中必須使用單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，才能夠加快產(chǎn)品的生產(chǎn)速度，提高產(chǎn)品的品質(zhì)，因此要求設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的需要設(shè)計(jì)單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，為企業(yè)的發(fā)展做貢獻(xiàn)，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。