一種基于MCU的智能溫度控制儀電路設計

南充職業技術學院信息與管理工程系 劉遠仲

0 引言

對溫度進行檢測與控制不管是在日常生活中還是在工業生產中都會經常遇到，常規的溫度控制儀器都是只停留在簡單的溫度檢測與調整，或者可以進行簡單的智能控制但成本又太高。所以本文本著這一目的設計了一款基于單片機AT89S52的智能溫控儀，可以方便的對溫度進行控制與檢測。

1 系統方案設計

由于單片機AT89S52功能強，功耗低，因此本文采用單片機AT89S52來作為我們電路的主控芯片，本溫度控制使用標準的鉑電阻溫度傳感器RTD(Resistance TempeTature Detector)來作為電路的外部環境溫度的感知器。系統方案實施方框圖如圖1所示。

圖1 系統總體方案框圖設計

2 系統硬件電路設計

2.1 溫度信號采集電路設計

為了保證測量的準確性，主電路采用鉑電阻溫度傳感器RTD來作為外界溫度與內部溫度的對比，當外界的溫度高于內部設定的溫度時立即調整電流信號使外部溫度降低，當，反之，則提升外部溫度。外界溫度采集電路如圖2所示。電路工作流程為：采用Pt 100鉑電阻配合具有誤差補償功能的XTR 105集成芯片組成溫度采集器，采集到的溫度信號通過AD7705模數轉換芯片轉換成送至單片機內部進行溫度對比處理。單片機輸出模擬信號，可方便地與各種A／D采集系統接口進行連接。

2.2 溫度控制信號輸出電路設計

控制溫度的輸出信號電路圖我們采用功能較強的MAX538芯片作為單片機D／A的溫度控制信號，它可將0～4095的數字量轉換之后得到0～5V電壓信號，然后通過專用電流轉換芯片變換為0～10mA電流信號輸出控制外部溫度的升降。調節圖3中的RP1和RP2可方便的矯正外部電壓的零點和滿度。MAX538與微控制器通過串行接口相連接，通過軟件進行控制。

圖2 溫度信號采集電路

3 單片機軟件設計

該電路設計在主溫度控制上采用C語言進行編程，通過編程，可以實現單片機對鉑電阻溫度傳感器RTD溫度傳感器傳過來的溫度信號進行采集，通過A／D采集系統將采集到的溫度信號送與單片機進行處理，實現單片機的溫度對比，顯示和調節等不同功能。在軟件設計中，軟件程序主要包括主程序與子程序設計，主程序主要用來設計對微控制器（MCU）的初始化設計，包括對溫度傳感器的初始化編程（溫度采集，溫度轉換，溫度傳輸，溫度存儲等）以及鍵盤控制與數碼管溫度顯示控制等，在設計主程序時，采用循環運行的方式完成實時溫度采集與調整；在子程序設計中主要使用中斷方式完成初始溫度的設定，當外界溫度高于或低于設定溫度時進行調整溫度值。

4 結束語

此方法設計的溫度控制電路，由于采用了微控制器軟件控制，可以方便的調整溫度的太小，因此，該溫度控制器可以應在多種場合，例如孵化室，食品加工室，醫院等場合使用該設備可以方便的根據需要來調整房間溫度。隨著電子技術的快速發展，可以對硬件設備進一步優化，使用專用集成電路，大大減小設備的體積，此外，如果用戶對成本不作要求，我們可以在溫度控制電路上進一步擴展設備功能，例如采用可視化界面設計等，輸出信號與輸入信號相分離等。

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