基于單片機的溫度控制系統設計

王維佳

摘要

單片機是典型的嵌入式微控制器，它相當于一個微型的計算機。它不需要外接其他硬件，在消耗上更節約成本，且體積小。在運用方面具有操作簡單和靈活性強的強大優勢。而在溫度控制系統方面，同樣具有便捷靈活有利條件，且應用范圍較廣。就目前而言，當前最需要解決的首要核心就是如何對待測溫度進行實時采樣、確保數據的準確傳輸、對所測溫度場進行有效的控制等。本文針對單片機的溫度控制系統設計進行簡單分析和實踐。

【關鍵詞】單片機 溫度控制系統 設計

現今時代，隨著科學技術的不斷發展和提高，輕重工業水平日漸完善，對環境污染也造成極大的影響，導致溫室效應日漸加重等一系列嚴重自然災害。所以，溫度控制一直是我們首要關注的的方面。要知道，溫度是表示物體冷熱程度的物理量，它不僅存在于我們的日常生活中，在各行各業也是有著一定的影響。諸如在農業方面，溫度的差異直接會影響農作物的成長與栽培。所以溫度控制系統一直為各行各業在探索用加以應用。對此我們選用操作簡單和靈活性強的單片機。

1 單片機溫度控制系統原理

單片機是一款嵌入式微控制器，它相當于一個微型的計算機裝置。體積小，在不需要外接任何硬件的條件下，更節約成本。在溫度控制系統中打磨片機更是不可缺少的核心。

在生活中，溫度靠人體傳感獲取信息，在機器中也同樣道理。將溫度信息轉化為信號，并利用傳感器進行感知，整合信息傳遞給工作人員進行合理控制。有了單片機就可以通過對溫度的相關信息，進行系統轉換分析，在與預設溫度對比前提下，單片機溫度控制系統對溫度進行合理調節控制，并對溫度值差異變化進行實時檢測，最后詳細整理控制數據。圖1為單片機溫度控制系統的整體設計。

1.1 數據采集模塊設計

單片機溫度控制系統在數據采集此模塊中，主要是利用通過對溫度信息的收集，再將收集統計的信息在A/D轉換器下轉換成清晰的數據，最后向單片機進行整合上傳。系統運行過程中，會選取多中樣本進行持續性數據收集，經過連續性轉換之后來判斷所得數據是否合乎規格，若數據不能達標，將繼續循環操作。

1.2 數據處理模塊設計

單片機溫度控制系統在此模塊中，主要起到數據顯示整理與數字濾波等功能，其流程是在發揮A/D轉換之后的數據處理過程，在此操作中，數字濾波為核心重點。通過數據轉換后，之前收集到的模擬數據會被單片機進行接收，并對采集的樣本數據進行反復驗收，以求將偏差值降到最低。大大提升精準度。

2 單片機溫度控制系統檢測方式

依據不同種類的要求標準，在溫度檢測控制方面也存在著一定的差異。例如，溫度控制系統的溫度檢測方式可以分為以下兩類：接觸式監測方法和非接觸式檢測方法。在各大行業運用溫度控制系統的過程中，采用接觸式溫度檢測方法的主要因素有以下幾種：

（1）因物體達到一定溫度體積開始膨脹類型的膨脹式溫度檢測儀表;

（2）因熱電效應的選用的熱電偶溫度檢測儀表。

另一類非接觸式溫度檢測方法則以物體的熱輻射特性為先決條件，它與熱輻射特性和溫度之間的對應關系緊密相連。在不同條件下，人們大多都需要依據對物質溫度的檢測結果做參照，再現實環境的情況作對比，并進行合理調整。在以詳細記錄相關數據為基礎的條件下，為后期工作人員在工作中的對照查詢和使用提供有利因素。

3 單片機溫度控制系統功效

單片機作為溫度控制系統中的核心重點，在各行各業生產發展領域的溫度控制工作中發揮著不可缺少的核心作用。在對單片機溫度控制系統進行實踐探索的過程中，我們對它的強大功效有了進一步的發現和收集。

3.1 數據采集與整理

在單片機溫度控制系統運行的過程中，單片機是溫度檢測主要工具。在單片機溫度控制系統完成對當前溫度的檢測工作后，溫度控制系統可便可以依靠一定的傳輸媒介，將之前檢測到的數據進行整理匯總傳送給監控人員。在系統設置的過程中，控制人員需要可以參照以往搜集的數據，結合現狀通過對溫度進行適時調整，以總結并創建出不同種類、不同環境、不同領域的溫度控制系統模式。在各大生產領域中都能做到對所生產物品的溫度合理控制，構建一層隱形的保險。在農業生產方面，因為有了單片機溫度控制系統的運行，大幅度的提升了農產品的產量。

3.2 抗干擾設計

單片機溫度控制系統在軟件程序編程中設置了強大的“抗干擾”功能。在各大行業進行生產的流程作業中，由于機器運作種類繁多，在接收數據信號的過程中難免會產生干擾。針對這一情況，單片機溫度控制系統將采取兩種方法處理問題：數字濾波器與按鍵消抖。

數字濾波器主要是將輸入的籠統數據運用科學的運算法則進行詳細專業的計算，最終轉換成另一組具有一定科學權威性的數據信息。接下來對此信息進行再濾波處理，最終得到安全性強、可靠度高的數據結果。

按鍵消抖則是一種依靠硬件電路、軟件來達到抗干擾的效果的另一種途徑。為了將收集的數據信息的安全性、穩定性提升到最高，或是在工業機械化生產中干擾激起強烈的情況下，部分行業也會采用依靠電路設備或軟件設備。這種方法在抗干擾消抖的效果方面，能夠在最終統計中得到安全保險的數據。

4 結束語

現今時代，隨著我國信息技術不斷強大，科學技術不斷完善，我國各行各業的生產力水平不斷提升，各行業機器設備也在不斷發展和優化。單片機溫度控制系統通過單片機微型計算機和系統運行模式對溫度進行合理化的衡量與調整。對社會生產力水平的提升起到不可或缺的重要作用。對各行業不同環境的系統流程化生產線中也是不可缺少的溫度監控小衛士。

參考文獻

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