基于單片機的溫度控制系統研究

摘要：隨著我國工業生產水平的提高與電子技術的發展，以單片機技術發展為重要代表的大規模集成電路的發展也十分迅速，為人們的生活帶來了翻天覆地的變化，也為現代工業帶來了新技術的又一次革命。 目前，單片機的溫度控制系統主要應用于金屬冶煉、化工生產、食品加工和機械制造等工業活動中，此系統能夠對冶煉金屬所使用的加熱爐，化工生產所需要的反應爐和熱處理爐等生產器具進行溫度控制，為產品生產提供合適的溫度，從而提高產品的品質和產量。本文主要對單片機的溫度控制系統的功能和工作原理進行介紹，并分析系統的軟硬件電路設計時的相關要求，進而為系統的設計人員提供科學合理的方法來進行系統設計，從而提高設計效率。

文獻標識碼：A

文章編號：1671-864X（2015）03-0042-01

一、單片機的溫度控制系統的功能及工作原理

（一）單片機的溫度控制系統的功能。

從單片機的溫度控制系統的名稱上來看，此系統的功能就是對產品生產過程進行溫度控制，這就是單片機最主要的目的。將控制功能進一步細分，我們可以知道，單片機的溫度控制系統可以對溫度進行檢測，然后將檢測的數據以十進制的數碼提供給監控人員，單片機溫度控制系統的操作人員在進行系統設置的時候，可以將溫度控制在一定的范圍內以適應不同的溫度控制系統的應用場所，一旦溫度超過預設的溫度范圍，系統就會自動將溫度調節到溫度范圍內，以此來保證產品生產所需的溫度，實現產品生產的繼續進行，促進企業的快速發展和國家經濟的進步。

近幾年來，隨著科技和經濟的快速進步，人們對產品提出了新的要求，為了滿足人們對產品的需求，企業必須使用測控精度較高的溫度控制系統，并且還要使用穩定性較好的系統來確保生產產品所需的最是溫度，從而確保生產的持續進行。

（二）單片機的溫度控制系統擁有控制溫度功能的原因。

單片機的溫度控制系統要想擁有控制溫度的作用，就必須依靠系統的硬件電路和軟件電路，只有兩者協同合作，才能對溫度進行檢測，并為溫度檢測系統提供合適的溫度范圍，為產品生產提供適宜的溫度，從而促進產品生產的數量和質量，改善人們的生活，為生產建設部門提供優質的產品，促進建筑行業和生產行業的發展。

二、單片機溫度控制系統的硬件要求

（一）溫度控制系統中單片機的選取。

設計人員在設計單片機溫度控制系統的時候，必須按照系統使用者的需求選取科技含量較高，應用效果較好的單片機，從而對整個系統進行連續系統的控制，確保溫度控制系統的持續運轉，為產品生產提供適宜的溫度，促進生產企業的快速發展。

（二）檢測溫度的電路對硬件的要求。

檢測溫度的電路中需要的硬件有熱電偶、放大鏡和信號轉換器。熱電偶在系統中能夠將變化的溫度信息轉換成與信息變化相一致的電信號，此種電信號在輸出的時候比較微弱，所以就要利用放大器來將微弱的電信號放大，由于放大后的數據屬于模擬信號，無法順利地輸入到計算機內，就需要使用信號轉換器來將模擬信號轉換成數字信號，從而為監測人員提供監測數據。

（三）控制溫度的電路對硬件的要求。

在控制溫度的電路中只需要使用一個控制溫度的電路元件，檢測人員通過該元件可以對溫度進行設定，一旦產品生產過程中的溫度超過設定的最高溫度，該元件就能利用半導體的制冷功能來降低產品生產的溫度，當產品生產過程中的溫度低于設定的最低溫度，元件就能夠通過半導體的加熱功能來升高產品生產的溫度。

（四）人機對話電路對硬件的要求。

人機對話電路使用的硬件主要有顯示器、鍵盤。單片機的溫度控制系統中的顯示器是由一些發光二極管組成的，當顯示器接收到的字符的時候，一些發光二極管就會發生不同變化，因而就會在屏幕上顯示出不同的亮光，為檢測人員提供相關的信息。鍵盤作為輸入設備，能夠實現人機對話，還能夠對系統設置進行更改，從而為產品生產提供合適的溫度。

三、單片機溫度控制系統軟件設計的步驟

（一）溫度控制系統中監控程序的設計。

設計人員在設計監控程序的時候，要正確處理系統的調度問題，這就要求設計人員根據環境的相關變化來選取合適的調度方法，從而幫助單片機的溫度控制系統快速地實現系統的任務。

（二）系統中斷與子程序調用的設計。

要對程序進行初始化處理，然后將脈沖方式的中斷信號輸向外部中斷源，將中斷源進行中斷，再進行相關地址的更改，促進信號轉換硬件的順利使用。經過一系列的信號轉換，將最終的數字信號儲存在緩沖區域內。

四、系統調試

（一）利用開發裝置來進行系統檢測。單機片的溫度控制系統的設計人員在系統開發裝置上完成系統設計之后，就可以在開發裝置上來對系統進行檢測，主要方法是在開發裝置上連入仿真器，在應用系統的時候，就會出現一系列的程序代碼，如果運行出錯，就找到處錯誤的代碼進行更改，提高系統的穩定性。

（二）對系統進行連調處理。在對系統進行連調處理的時候，可以采用自底向上或自頂向下的方法來實現系統的聯調，根據聯調得到的信息進行方案更改，最終達到優化系統的目的。

（三）將程序固化到芯片內部。設計人員要將完成設計和調試的程序固化到芯片內部，從而保護程序的安全性，保護設計人員的知識產權。

五、結束語

單片機的溫度控制系統在經濟的發展方面上發揮著越來越重要的作用，為了與經濟的發展性適應，企業在產品生產過程中必須使用單片機的溫度控制系統，才能夠加快產品的生產速度，提高產品的品質，因此要求設計人員必須根據企業產品生產的需要設計單片機的溫度控制系統，為企業的發展做貢獻，促進國家經濟的快速發展。