基于單片機的溫度控制系統的設計探討

雷路路

摘要：單片機的溫度控制系統是工業生產中的重要推動力，也是以控制參數設計、溫度基礎控制精度方法、相關相應速度等設計節點控制，來滿足工業化需求的基礎體現。在現有的工業生產中，針對單片機的溫度控制研究已作為相關研究領域的重要課題，日益發揮了其顯著的應用價值。

關鍵詞：單片機；溫度控制系統；設計

引言：

單片機的溫度控制系統是工業生產中的重要推動力，也是以控制參數設計、溫度基礎控制精度方法、相關相應速度等設計節點控制，來滿足工業化需求的基礎體現。現代工業化社會的迅捷發展，需要依賴溫度控制系統來實現。單片機作為最長使用的機械設備，要達成對溫度控制系統的有效控制和實現，不僅需要在技術上下工夫，同時還需要在系統行的開發中，針對相關系統的內控設計進行節點控制，才能最大程度的滿足工業化社會基本需求[1]。

1 單片機的溫度控制系統概述

單片機的核心系統設計以AT89C51，AT89C2051為中心，實際系統組件涵蓋傳感器溫度采集、A/D模/數轉換、按扭操作、單片機控制、數碼管數字顯示等部分。單片機的溫度控制系統算法以PID的溫度控制系統功能為前提，由串行通信來完成信息的交互式傳輸。在實際的系統運行和衡量階段，以對溫度的設定及其控制和現實，實現上位機和串口的網絡連接。

在實際的系統運行設計中，以體積性優勢和交互性優點，在實際的溫度及其精度控制中，應用系統算法控制和PWM脈寬調制，最終確保單片機運行中水溫控制和相關加熱時間控制的有效聯通[2]。系統設計以鍵盤和溫度控制為主模塊，達成對溫度的控制、顯示、水溫升降調節等基礎功能模塊。溫控系統設計的中樞環節，是在結構、程序、系統的簡單性、簡短性和可靠性中，摸索出可靠的操作。

2 單片機溫度控制系統總體方案設計

在溫度控制系統設計的整體設計方案確定中，基于單片機的溫度控制系統設計總體方案選型設計主要涵蓋溫度控制系統硬件設計、溫度控制系統軟件設計和相關接口的電路設計。

2.1溫度控制系統方法選擇

在實際的水溫控制系統對象確立中，以傳輸和存儲功能及其慣性作用特征，來達成對溫度控制信號系統的反應，并在信號傳輸輸出和輸入之間尋求相移和平衡特質。鑒于此，相關溫度控制方案主要有輸出開關量控制、比例控制等方案，在選擇和應用實踐及其具體的控制系統設計選型中，可酌情根據實際運行現狀進行選擇。

針對慣性較大的單片機控制，在實際的溫度控制系統方案選擇中，可選擇輸出開關量控制的方法。從應用實踐來看，該種方式方法的應用，在控制輸出狀態的實現上，主要工作原理是依據定值與被控參數的偏差來實現。

在控制效果和效能上，以實際輸出控制量和相關狀態的變化，用于大慣性系統應用中，可達到對控制精度和動態特性的要求；但不適宜因輸出開關的頻繁動作而導致硬氣反饋回路產生振蕩的機械設備應用。

本次系統設計實現中，為完成相關基礎設計任務病滿足實際需求，需要在水溫控制系統的精度和傳輸中下工夫，尤其在控制方選擇上滿足實際的控制要求。PID（（比例、積分、微分）控制，在實現系統軟硬件的成本控制增加及其方案控制選擇中，具備最大限度的滿足精度及其相關時間調節和超調量控制要求[3]。

2.2系統基礎組成

本次系統設計基本控制元件和控制系統本身的基礎控制經典理論及其常規模擬控制系統的實現，是以水溫的自動控制效率的基本體現。在現有的計算機與超大規模集成電路的基礎控制環節，主要系統組成在控制系統的概述中已經闡述，且越來越多的得了廣泛的應用。

系統設計及其控制的基礎理論和控制節點研究中，針對系統預設功能中全過程控制中，水溫檢測、信號處理、輸入、運算到輸出控制電爐加熱功率等實現，來滿足檢測、控制的單片機功能要求。水溫的智能化控制系統，由單片機的使用來完成，在人機界面的交互式平臺中，為常規設計功能的實現和基礎數字的邏輯選擇赫爾實現，最終形成來了以單片機溫控系統為核心的數字整體系統控制。

2.3單片機溫度控制系統框架和程序流程

以單片機PIC16C84為中心的微機控制系統，用來控制電爐溫度，使工作間溫度穩定在某一設定值，進而實現作物生長的恒溫需求。以科研和技術為先行條件的溫度控制系統的開發設計，系統實際框架組成包括硬件系統和軟件系統，單片機以AT89C2051、AT89C51最為常見，通過溫度控制拉愛實現系統運行安全，并滿足基本軟硬件支持，滿足恒溫控制需求。

2.4溫度控制系統相關節點設計

AT89C2051、AT89C51作為低損耗、高性能、CMOS八位微處理器，功能性作用和靈活性構成主要基于其兼容性和系統設計產品整體功能來實現，具有靈活性高和價格低廉的特性，并在應用系統中，對縮減成本和提升機械設備的單片機應用系統體積，具有可擴充性的外延特質。

溫度控制系統以鍵盤輸入特定溫度為特色，以單片機串口數據傳輸對比。在實際的數據比較研究階段，以其PID分析，所產生的波長來控制溫度的升降。用熱敏電阻西戎方案設計以系統模塊構成和設計組成，在傳感器輸出信號中，完成模數轉換。

在外圍電路設計中，溫度顯示系統設計以PID算法、A/D轉換、控制、系統硬件調試作為系統采用重點。為提升CPU軟件抗干擾特征，在看門狗設計實踐種，還要依賴相關系統測試儀器及設備精度，用以滿足實際的溫度精度控制。

3.結束語

基于單片機的溫度控制系統，可以實現對溫度的精確控制，使得在塑料大棚、恒溫廠房、大中型糧倉、庫房等場合下人們對溫度高低的要求得以實現。基于單片機的溫度控制系統的設計，以單片機，熱電偶、熱電阻、A/D轉換器、固態繼電器、LED顯示器等為基礎。在系統設計應用和調試環節，作為對溫度精準控制的首要和必備條件，對單片機整體用于機械設備具有重要的先決條件。

參考文獻：

[1]楊宇璐.基于單片機的溫度控制系統分析[J].南方農機，2017，（20）：39，71.

[2]姬翔.基于單片機的溫度控制系統研究[J].中國新通信，2017，（17）：151.

[3]黃菊.基于單片機的溫度控制系統分析[J].大觀，2017，（12）：250.