基于單片機的溫度控制系統的研究與實現

胡高山

在技術的發展和工業的進步中，單片機的運用范圍也開始越來越廣泛。在這個過程中，為了提升工作的效率，為用戶帶來更加舒適的體驗，在實踐中可以借助單片機系統進行溫度控制，滿足實際要求。文章結合單片機的基本結構和特點引入，探討單片機的控制原理，以期能夠拓寬單片機在實踐中的應用范圍，促進單片機的發展。

【關鍵詞】單片機 溫度控制系統 研究

科技的進步導致人們對溫度的要求也發生了非常大的轉變。在實現溫度控制的過程中，借助單片機進行是一種主流方案。研究表明，采用這種當時，不僅能夠對溫度進行合理的控制，滿足用戶的需求，還有助于推進單片機的發展，為企業帶來更大的利益。因此，在近些年，引入單片機科學的控制溫度成為解決生產中溫度問題，提升產業效益的關鍵。文章結合實際，闡釋單片機的應用。

1 單片機概述

單片機最早被稱作微型計算機。它主要是借助ROM、RAM等等多個元件構成的一個綜合系統。鑒于其體積相對較小，并且在較小的提及之內蘊含著較大的能量。因此，單片機被廣泛的運用于農業、化工。機械、醫學以及生活等等諸多方面。在現代工業化中運用單片機能夠使外用電源和晶振效用，對數據進行有序的處理，進而達到控制溫度的效果。通過這種模式，可以為企業生產帶來便利，將企業的資源更加廣泛的運用于生產當中，降低生產風險，增加能源利用率，進而實現可持續發展。在長期的實踐中發現，借助單片機進行溫度控制，能夠使單單片機在各行各業中綻放出異樣的風采。

2 溫度控制系統設計

在實踐中溫度控制設計，常見的有以下幾種模式：

（1）在設計中，閉環控制系統，注意系統需要以純硬件形式呈現。借助這一系統，能夠提升整體的執行控制速度，但是在實踐中的可靠性相對差以下，控制進度偏低，靈活性較小。此外，線路的復雜性以及調試階段出現的難度都會導致這一系統的不方便，因此在設計中使用會遇到相當大的阻礙。

（2）在設計中采用FPGA/CPLD或者結合已經配置IP內核的FPGA/CPLD進行執行。這一系統在運作的過程中需要借助FPGA/CPLD做好溫度的采集工作、存儲工作、顯示工作等等實質性的內容。再借助IP內核來實現人機之間的交流，并通過信號測量分析等等多方面確定實踐的功能。通過這種方案展開的時候，要結合實際情況探究研討發現，這一系統體系相對緊湊一些，能夠做好形式較為復雜情況之下的操控，使用起來也相對簡便，但是在調試階段存在一些困難，并且運作起來的成本相對較高。

（3）單片機作為溫度控制的模式。在運用單片機的過程中，需要借助傳感器來進行，以達到相互配合的目的。在實踐中，可以借助單片機實現人機界面，并科學的做好系統的相關管控工作，及時處理不同的信號，并結合溫度傳感器收集溫度，傳感，后續的控制奠定基礎。這一類方式可以巧妙的克服前面的系統存在的缺陷，并在使用中科學有效的控制溫度。

因此，在實踐中，結合單片機模式進行溫度控制是一種相對有效的方式，可以大大提升溫度控制的實效性。

3 單片機溫度控制的基本原理

在測量溫度信息之后，單片機借助傳感器作為載體，并將傳感器收集到的溫度信息進行擴大，并直接傳遞到電路當中，之后通過轉換成電壓信號，將弱點擴大后，再傳至單片機中，并自由的調控和處理，之后借助A/D轉化器將得出的信號轉化，并形成數字信號，最終傳輸到主機中，對溫度進行調控。借助單片機展開溫度轉換工作，可以大大的提升測量的精度，在對數字信號過濾之后，將其轉換成不同的標度，進而在LED屏幕中呈現到測量者的眼前。

4 單片機溫度控制系統的開發與應用

4.1 溫度檢測系統的開發和運用

溫度檢測系統是單片機進行溫度控制的過程中需要面對的重要的問題。和其他的傳感器相比，比較常用的就是熱電偶傳感器。這種傳感器的傳遞速度比較快，精度高，而且性價比也比較高，測量應用的范圍相對廣泛，因此，實用性也高，但是他輸出的電壓信號比較微弱，僅僅停留在幾毫伏到幾十毫伏的范圍之內，因此，在使用的時候必須要加入放大電路，對這一信號進行調整。此外，在使用中，還需要注意做好冷端補償工作，保證能夠對熱電偶的溫度進行調整，確保溫度處于恒定的狀態。

4.2 系統硬件的開發和利用

硬件系統開發的的過程中，可以以單片機作為核心選擇控制器件。通過單片機的作用，對轉換器和傳感器進行綜合的控制，進而達到溫度控制的效果。為了確保系統的具體化，在事件中可以添加一些輔助電路，避免環境不同而導致電路受到破壞。如，可以添加報警器，一旦溫度超過范圍之后，及時做出報響應。此外，還可以加顯路器，保證能夠更加直接的檢測到溫度等等。

4.3 系統軟件的開發和利用

單片機變成主要借助C語言進行，并借助循環查詢的模式來控制溫度和顯示。實踐中，可以先初始化模塊，之后調用溫度處理顯示處理等等模塊進行變成，進而實現溫度控制的目的。主程序通過子系統讀取溫度并顯示溫度，確定是否啟用溫度模塊。在分析中不難發現，做好溫控軟件是系統溫度控制系統開發的核心，之后結合編程輔助，推進溫度控制系統的運行。

5 結語

在現階段，借助單片機來控制溫度已經逐漸成為工業生產中大范圍使用的一種模式。由于單片機能夠及時、精確的檢測出溫度，并且結合程序設定的溫度科學的調控，給生產和生活帶來了非常大的便利。鑒于單片機的使用成本投入不高，而且能夠靈活的操作，有必要深入研究，以期能夠為市場的發展帶來沖擊性的作用。

參考文獻

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作者單位

沈陽城市建設學院 遼寧省沈陽市 110167