基于單片機的溫度控制系統(tǒng)研究

姚易辰

摘要：溫度控制是在企業(yè)生產(chǎn)的過程中經(jīng)常要采取的措施，隨著企業(yè)的不斷發(fā)展面對溫度控制設備的發(fā)展和創(chuàng)新的要求也越來越高?；诖?，本文介紹了單片機溫度控制工作原理，分析了單片機傳感器的選擇與溫度控制采用的方法，研究了基于單片機的溫度控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：單片機;溫度控制;系統(tǒng)研究

中圖分類號：TP273.5? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1007-9416（2019）02-0000-00

0 引言

隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展帶動企業(yè)的大力發(fā)展，各種機械設備層出不窮，機械在運行的時候，為了保證安全性和機械的有效使用率，對機械設備的溫度控制是十分必要的，因此如何運用有效的溫度控制設備，進行對設備運行溫度的快速測量，并將數(shù)據(jù)做到準確的傳輸與反饋，保證對實測溫度有效的進行分析與調(diào)整，是現(xiàn)階段我國溫度測量工作的工作要點。當前我國使用的溫度控制系統(tǒng)主要是利用單片機對溫度采取的控制，基于單片機的溫度控制系統(tǒng)操作靈活簡便，同時能夠最大限度的為溫度的測量提供準確的數(shù)據(jù)，因此它被應用在我國較廣泛的生產(chǎn)企業(yè)中。

1 基于單片機溫度控制工作原理

單片機顧名思義，就是指單片的微型計算機，它是一種利用信息技術(shù)進行設備溫度測量的設備，它具有與計算機一樣的多種構(gòu)件及接口，單片機的構(gòu)造是由大規(guī)模的集成電路組合而成，其外形比較小巧，操作應用都較為便捷，但是功能卻十強大，幾乎可以涵蓋計算機的所有功能，能夠精準的完成不同的溫度測量與控制的任務，結(jié)合單片機的構(gòu)造與使用優(yōu)勢，它如今被越來越廣泛的應用于各大企業(yè)中，不僅是因為單片機機體造價較為低廉，而且工作效率較高，能夠有效的改善企業(yè)溫度控制工作的勞動條件，節(jié)約企業(yè)不必要的成本支出，進而提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的生產(chǎn)力。以往的溫度控制系統(tǒng)主要是采用純硬件的閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的優(yōu)點是運行速度十分快，但弊端是在運行測量數(shù)據(jù)的可靠性方面不理想，往往數(shù)據(jù)提供的準確性較差，而且此設備的靈活性也較差，在線路安裝以及調(diào)試的過程中都會面臨很大的困難，因此在應用上有較大的局限性。而采用帶有IP內(nèi)核的FPGA或CPLD方式，就是利用FPGA或CPLD完成溫度數(shù)據(jù)的采集、存儲，利用IP內(nèi)核實現(xiàn)計算機與人的交互模式，這種方式運行對復雜的測量與控制十分實用，但是程序應用復雜，成本也較高，在溫度控制系統(tǒng)的應用上也不適用，而采用單片機溫度控制系統(tǒng)，可以有效的避免上述系統(tǒng)運行中存在的弊端，而且在數(shù)據(jù)的測量與提供上，能夠最大限度的保障準確性，因此在如今的企業(yè)溫度控制系統(tǒng)設定上，被廣泛的使用[1]。

2 單片機傳感器的選擇與溫度控制采用的方法

單片機傳感器的選擇對于溫度控制系統(tǒng)的設計是有重要的意義的，傳感器的選擇會決定溫度控制系統(tǒng)運行的質(zhì)量和準確性，不僅要滿足系統(tǒng)基本操作的要求，同時還要具有性價比高的特點，在基于單片機溫度控制系統(tǒng)的運行上，在單片機的選擇上，是按照單片機的使用范圍來區(qū)分的，例如80C51式單片機是通用型的單片機，它的應用范圍最為廣泛。

我國如今的絕大多數(shù)企業(yè)在溫度控制系統(tǒng)中都是采用的這種機型，它的存在不是為了某種專門用途而設計的，如果是為了特殊領(lǐng)域而設計的單片機，就要在內(nèi)片集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路，例如電子體溫計的溫度控制要求等等。另外按照單片機是否能夠提供總線也可以進行區(qū)分，總線單片機型在企業(yè)溫度控制系統(tǒng)中是較為普遍的設置。在傳感器的選擇上，在通用80C51式單片機的應用上采用的是DALLAS半導體公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，利用傳感器采集設備運行溫度數(shù)據(jù)，其應用優(yōu)勢明顯，體積較小，接口靈活，并且在運行中能夠最大限度的擴大傳輸范圍[2]。

3 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)研究

3.1 溫度控制系統(tǒng)硬件的開發(fā)

在溫度控制系統(tǒng)硬件的電路開發(fā)上，單片機的應用是最廣泛的也是最重要的，單片機是硬件電路開發(fā)中的主機，除單片機以外，該系統(tǒng)硬件的開發(fā)還需要將兩路傳感變送器以及多向開關(guān)進行綜合配置，需要D/A轉(zhuǎn)換器或V/1轉(zhuǎn)換器和調(diào)節(jié)閥等設備的配備，以上硬件開發(fā)所需要的基本設備都進行完善與配備齊全之后，方可進行溫度控制系統(tǒng)硬件的開發(fā)，這是系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，進而才能夠最大限度的實現(xiàn)溫度的有效控制，在系統(tǒng)運行的過程中，要根據(jù)不同的使用條件，可以靈活的增加一些其他的硬件設備，目的就是使溫度控制系統(tǒng)在運行的過程中，最大限度的為其提供簡單便捷的工作程序，使溫度控制系統(tǒng)在溫度數(shù)據(jù)測量和提供的過程中，能夠最大限度的保證數(shù)據(jù)提供的準確性，例如可以增加報警電路和顯示器等等，通過報警電路可以及時的發(fā)現(xiàn)在設備運行過程中由于溫度急速升降而給生產(chǎn)帶來的干擾因素，報警系統(tǒng)可以將一切風險防患于未然，而顯示器的設置是通過對數(shù)據(jù)的及時傳送，引導工作人員及時調(diào)整溫度控制系統(tǒng)，使設備運行的溫度控制在一個科學合理的范圍，并時時掌握數(shù)據(jù)變化，可以說靈活增加一些其他的硬件設備，為溫度控制的高效性提供了保障[3]。

3.2 溫度控制系統(tǒng)的軟件設計

基于單片機溫度控制系統(tǒng)，軟件設計通常采用的計算機語言都是C語言，并且該軟件的設計一次性的涵蓋了多種功能，在溫度控制軟件系統(tǒng)運行當中，計算機軟件首先會對所有系統(tǒng)模塊進行初始化的處理，通過初使化還原設置的處理完畢之后，再針對不同模塊在工作中的具體應用進行分析，再做重新設置與規(guī)劃，對于在設備運行的過程中出現(xiàn)的問題再進行具體的調(diào)整，在查詢方式上，應用的是循環(huán)查詢的方式，循環(huán)查詢的方式應用在溫度的測量與控制上非常適用，可以更高效的實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的測量收集，進而最優(yōu)化的實現(xiàn)溫度控制，在溫度控制軟件系統(tǒng)的運行中，軟件的主要功能就是對設備運行溫度的顯示，從而將單片機測量出來的不同溫度進行調(diào)配，將其調(diào)運至不同的子程序中去，在完成輸送后，溫度控制系統(tǒng)就開始運行，將測定的溫度與系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)之間做對比，進而做出溫度控制的判斷[4]。

4 結(jié)語

總之，就我國企業(yè)現(xiàn)階段的發(fā)展來看，基于單片機的溫度控制系統(tǒng)被廣泛的應用，并且有較大的發(fā)展空間，該設備系統(tǒng)操作簡單靈活，對溫度數(shù)據(jù)的采集與輸送又十分便捷，同時可以根據(jù)之前所指定的溫度對溫度做出調(diào)節(jié)，并且成本低廉，為企業(yè)最大化的節(jié)省了成本的支出，值得大力推廣。

參考文獻

[1] 包麗麗.單片機溫度控制系統(tǒng)的設計分析[J].內(nèi)燃機與配件，2018（10）：46-47.

[2] 陳劍.基于單片機的溫度控制系統(tǒng)[J].黑龍江科技信息，2015（24）：142.

[3] 夏發(fā)欽.基于單片機的精密溫度控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].信息技術(shù)，2011（10）：133-135.

[4] 唐鎮(zhèn)城.淺談單片機在溫度控制系統(tǒng)中的應用[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2018（9）：192-193.

Research on Temperature Control System Based on Single Chip Microcomputer

YAO Yi-chen

（Guilin University Of Aerospace Technology ， Guilin Guangxi? 541000）

Abstract： Temperature control is a common measure to be taken in the production process of enterprises. With the continuous development of enterprises， the requirements for the development and innovation of temperature control equipment are getting higher and higher. Based on this， this paper introduces the working principle of temperature control of single-chip computer， analyses the selection of sensor and the method of temperature control of single-chip computer， and studies the temperature control system based on single-chip computer.

Key words： single chip computer; temperature control; system research