淺談單片機溫度測量和控制系統的設計與實現

江柯達 鄭智揚

空軍工程大學防空反導學院

一、單片機溫度測量和控制系統的功能需求設計

（一）鍵盤功能的設計

鍵盤功能的設計是單片機溫度測量和控制系統的主要信息輸入方式，也是實現單片機溫度測量和控制系統與操作人員進行對話的基本途徑。在實際的單片機溫度測量和控制系統的功能需求設計中，如何對鍵盤功能進行有效的控制并且保證鍵盤功能的設計可以最大程度的滿足系統設計需求，是當前設計人員需要面對的首要問題。通過對大量文獻和相關設計案例的深入分析，筆者將單片機溫度測量和控制系統中的鍵盤功能設計方法總結為以下兩點：第一，根據系統對鍵盤功能設計的實際需求，可以按照編碼方式將鍵盤功能設計分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩種。在實際的設計過程中，主要采取電阻分壓方法和矩陣掃描方法來進一步實現對不同類型鍵盤的功能設計；第二，為了對鍵盤上不同按鍵進行區(qū)分，可以在鍵盤識別處理功能設計過程中采取查詢方式、定時掃描或者中斷方式來進行序列文件的查找。

（二）數據采集電路功能的設計

單片機溫度測量和控制系統中的數據采集電路功能的設計主要是對一個或者多個信號對象進行數據信息獲取的過程。比如：利用單片機溫度測量和控制系統中的數據采集電路相關功能，對可能存在嚴重火災隱患的地點進行相關監(jiān)測數據的采集、測量、分析以及控制，同時對數據信息進行實時的處理、顯示與傳輸等工作。本文提到的單片機溫度測量和控制系統設計中涉及到的數據采集電路功能的設計工作需要借助數字溫度傳感器裝置來實現，這一部分的設計工作也是整天系統設計工作中的重點部分，對于系統溫度測量結果的準確性和可靠性有著直接的影響。為了進一步提高系統設計質量，在進行數據采集電路的設計時應該盡量選擇理想的數字溫度傳感器，以此來保證單片機溫度測量和控制系統實時監(jiān)測性能的精準性。

（三）通信電路功能的設計

在進行單片機溫度測量和控制系統的通信電路功能設計過程中，主要依靠單片機與PC機兩者之間的RS-232串行通信技術。作為數據終端設備與數據通信設備兩者之間的重要接口標準，RS-232C最早是由美國電子工業(yè)協會EIA按照遠程通信標準提出的，其實際標準的主要目的是為了能夠讓不同廠家生產的設備進行彼此兼容。之所以在單片機溫度測量和控制系統中的通信電路功能設計中選擇RS-232C接口標準，是因為在設計過程中如果具有RS-232C接口標準，可以在不用額外增設任何形式的轉換電路的基礎上，實現設備之間的互相連接 [1]。

（四）LCD顯示功能的設計

LCD顯示電路功能的設計主要采用的是被動式LCD顯示器，與其他種類的顯示器相比，LCD顯示器具有功耗低、體積小、質量輕、輻射低以及抗干擾能力強等一系列優(yōu)勢特征，LCD顯示器也憑借這些優(yōu)勢而被廣泛的應用到各類系統的顯示功能設計中，并且迅速發(fā)展成為液晶顯示器中極具代表性的一種。LCD液晶顯示器本身不具備發(fā)光功能，為了方便單片機溫度測量和控制系統的相關操作，可以借助電信號來實現對周圍環(huán)境光在顯示器部位上的反射或者透射控制，從而讓光在液晶顯示屏上進行顯示。

二、單片機溫度測量和控制系統的實現

（一）人機交互任務的實現

在現代化的系統設計與程序開發(fā)過程中，人機交互任務的實現始終發(fā)揮著不可替代的重要作用。在單片機溫度測量和控制系統的設計與實現過程中，通過利用人機交互功能可以讓系統的設計工藝變得更加簡單，使系統的實際操作方式更為便捷，對于提升系統工作運行效率起到積極的促進作用。以單片機溫度測量和控制系統中的鍵盤功能設計實現為例，作為系統內部最常見的信息輸入設備，主要采用了非編碼鍵盤編程中的3×4行掃描矩陣式鍵盤，這類鍵盤與其他鍵盤相比，不僅在硬件上具有較高的接口簡單的優(yōu)勢，在系統軟件設計方面也具有容易實現的特點。

（二）系統的測試

為了保證單片機溫度測量和控制系統設計的質量，需要在設計工作完成之后對其進行相應的測試工作，系統的測試可以從以下兩個方面進行：（1）系統負載測試。系統負載測試又被稱為壓力測試和強度測試，主要是通過模擬系統在長時間運行或者超大負荷運行的狀態(tài)，利用相應的測試軟件對系統運行的性能、運行穩(wěn)定性以及可靠性進行測試；（2）系統容量測試。對于系統開展的容量測試工作，需要首先分析出系統軟件的實際應用特征及其某種指標的極限值[2]。比如：對某個網站站點支持并發(fā)用戶訪問量數量的測試或者網絡在線會議系統中的參與人數限制數量。通過對系統容量的測試，可以避免在實際應用中由于用戶數量過多而出現系統運行功能障礙等問題。

三、總結

綜上所述，單片機溫度測量和控制系統的設計與實現對于提高系統運行的抗干擾能力和引導溫度傳感器智能化發(fā)展有著重要作用。在實際的單片機溫度測量和控制系統設計過程中，主要依托于單片機嵌入式系統的設計與開發(fā)技術，結合溫度測量工作對該系統提出的實際要求，嚴格遵循RTOS系統的選取設計原則，對系統進行設計。同時，通過對系統進行的相關性能測試，進一步明確了該系統可靠性高的優(yōu)勢。