基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)研究

姬翔

【摘要】 隨著我國(guó)社會(huì)科技的不斷創(chuàng)新，智能化系統(tǒng)也逐漸在人們的生活和生產(chǎn)中普及。由于現(xiàn)代化技術(shù)不斷進(jìn)步，人們對(duì)溫度的測(cè)量和調(diào)控也越來(lái)越重視，對(duì)于在工作過(guò)程中如何快速的測(cè)量溫度，以及對(duì)工作環(huán)境的溫度進(jìn)行有效調(diào)控等相關(guān)問(wèn)題是目前需要解決的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和分析，并相應(yīng)提出了一些觀點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 單片機(jī) 溫度控制系統(tǒng) 探究

由于現(xiàn)階段科技的快速發(fā)展，對(duì)目前智能化技術(shù)提出了新的要求。溫度與人們生活息息相關(guān)的，一些測(cè)量溫度的產(chǎn)品也隨著社會(huì)科技的不斷進(jìn)步而變化著。由于現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，及人們對(duì)于生活環(huán)境的要求的逐漸提高，對(duì)于在實(shí)際工作環(huán)境中如何對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和傳輸?shù)膯?wèn)題，是急需解決的。由于科技的創(chuàng)新，單片機(jī)的發(fā)展十分迅速，如今人們的生活中也廣泛運(yùn)用著單片機(jī)，為了滿足各種需求，單片機(jī)的種類也越來(lái)越多，并且單片機(jī)在溫度控制中也有很大作用。

一、單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展

1.1溫度測(cè)量和控制的發(fā)展趨勢(shì)

溫度是與人們生活息息相關(guān)的，并且在很多生產(chǎn)過(guò)程中都要對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和控制。隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，以及人們對(duì)生活環(huán)境要求的不斷提高，目前人們急需測(cè)量和控制溫度的系統(tǒng)。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的數(shù)字化和智能化的溫度測(cè)量技術(shù)在人們的生活和生產(chǎn)中得到運(yùn)用。但還是國(guó)內(nèi)還是有很多地區(qū)的溫度檢測(cè)技術(shù)比較落后，還是在利用傳統(tǒng)的水銀溫度計(jì)或動(dòng)圈儀表等儀器進(jìn)行溫度檢測(cè)，但這些儀器的測(cè)量精度比較低，操作也不方便，所以就導(dǎo)致了溫度控制系統(tǒng)與科技發(fā)展不相符，從而造成了企業(yè)經(jīng)濟(jì)上的損失。隨著近年來(lái)，單片機(jī)在溫度檢測(cè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速，人們的生活和生產(chǎn)中也得到了大量的使用。由于單片機(jī)在溫度測(cè)量和控制中方便、快捷、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為了最為普遍的現(xiàn)代溫度測(cè)量產(chǎn)品。

1.2單片機(jī)對(duì)于溫度控制的方式

現(xiàn)階段比較常見(jiàn)的溫度控制的方式包括有三種：（1）單純的利用硬件設(shè)備來(lái)進(jìn)行閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)（2）利用可編程邏輯器件或者復(fù)雜可編程邏輯器件所搭建的溫度控制系統(tǒng)（3）采用較國(guó)精密的溫度傳感器與單片機(jī)的相結(jié)合的溫度控制系統(tǒng)。由于社會(huì)科技發(fā)展的需求，通常是采用第三種方式來(lái)進(jìn)行溫度的測(cè)量和控制。這種溫度控制的方式是利用溫度傳感器對(duì)所要測(cè)量的溫度進(jìn)行采集，然后再將采集后的數(shù)據(jù)連接到單片機(jī)，再由單片機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。單片機(jī)也可以利用相同原理實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。

二、單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)

1、單片機(jī)溫度控制的原理。溫度傳感器作為溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)的主要載體，其工作過(guò)程是將采集的溫度數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)送到電路中，然后將溫度數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)為電信號(hào)，最開(kāi)始的電壓信號(hào)是比較微小的，初級(jí)電壓會(huì)通過(guò)放大電路，從而將微小的電信號(hào)放大，并由帶通濾波電路將一些雜波信號(hào)過(guò)濾掉，最后由終級(jí)放大電路將電信號(hào)放大至單片機(jī)所能采集的電壓范圍之內(nèi)。單片機(jī)是通過(guò)DA放大器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的，然后再由已經(jīng)編輯好的程度將數(shù)字信號(hào)顯示在操作屏幕上。一般情況為了保證測(cè)量的溫度是準(zhǔn)確的，會(huì)將最后測(cè)量出的溫度與之前測(cè)量的溫度進(jìn)行對(duì)比，然后再由PID算法來(lái)計(jì)算出這兩個(gè)溫度之間的差值大小，將這個(gè)差值利用單片機(jī)的IO口來(lái)輸出，最后轉(zhuǎn)化為一個(gè)溫度控制量，單片機(jī)就可以通過(guò)這個(gè)數(shù)值大小來(lái)調(diào)節(jié)電路通電的時(shí)間，以及對(duì)環(huán)境加熱的功率，就能有效測(cè)量和控制環(huán)境溫度的大小。

2、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的硬件電路 。單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成主要是有溫度傳感器電路、DA轉(zhuǎn)化電路、放大電路、帶通濾波電路以及一些其他的開(kāi)關(guān)電路等。通常情況是為了符合其他不同的設(shè)計(jì)要求，也可以在單片機(jī)系統(tǒng)中配置其他的電路或系統(tǒng)。比如可以利用一些矩陣電路來(lái)進(jìn)行對(duì)鍵盤的控制，或者是利用蜂鳴器來(lái)對(duì)溫度的高低進(jìn)行警報(bào)，也可以利用相應(yīng)的液晶顯示屏將所測(cè)量的溫度顯示在屏幕上。所以說(shuō)，可以通過(guò)構(gòu)建不同的外圍配置來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)溫度的控制。

3、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)相關(guān)的軟件開(kāi)發(fā)。單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的相關(guān)的軟件開(kāi)發(fā)主要是利用C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行溫度的控制。單片機(jī)可以利用C語(yǔ)言編程來(lái)對(duì)溫度采集的頻率進(jìn)行有效的控制，也可以通過(guò)顯示溫度的信息以及控制溫度的大小。單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的程度包括主程序和子程序，主程度是針對(duì)單片機(jī)的初始化，以及對(duì)讀取溫度信息、處理溫度和存儲(chǔ)溫度這些溫度傳感器的初始化設(shè)置。除此之外，還有對(duì)鍵盤操作和液晶顯示屏的初始化。主程序的工作原理是利用循環(huán)查詢的方式來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行采集和控制，包括將溫度顯示在液晶屏幕上面。這些功能就是為了完成對(duì)溫度的隨時(shí)采集，并由溫度傳感器將代碼傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理后顯示在液晶屏上。

結(jié)束語(yǔ)：隨著社會(huì)科技的不斷進(jìn)步，溫度控制產(chǎn)品也在日益更新，很多舊產(chǎn)品會(huì)由于人們的需求或功能的落后，而被新技術(shù)和新產(chǎn)品所取代。而單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的高效、快捷，能夠幫助人們?cè)谏罨蚬まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實(shí)時(shí)獲取溫度信息，以及對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)控。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]殷斌. 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的研究[J]. 機(jī)電工程，2015，（06）：887-890.

[2]王海寧. 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2008.endprint