基于單片機的溫度控制系統分析

吳迪

隨著我國經濟不斷向前發展，科學技術也日新月異，人們的生活水平不斷提高，對產品的要求也是水漲船高。為了提高產品質量，發展生產新產品，企業對生產過程的溫度提出了很高的要求，那么良好的溫度控制系統就顯得尤為重要了。應用單片機作為整個系統的核心元件，既能實現相關控制的要求，又能提高整個系統的技術指標。本文詳細說明了基于單片機為核心的整個系統功能及運行狀態，提出了設計方案。

隨著技術水平的不斷提高，人們對相關的生產溫度要求，越來越高。那么怎么樣進行溫度的實時監測和調節，就成了相對重要的問題。同時在傳輸的過程中也要保證數據的連續性和穩定性，并且要采取相應的技術來控制溫度，保證在一個合理的范圍內，是所有溫度控制系統所面臨的的重要問題。單片機作為控制核心，能夠方便簡單的對溫度指標進行比對和控制，使產品能夠在一定相對恒定的溫度下生產。

一、系統的功能及工作原理

（一）系統的功能。這個系統中最重要的是核心元器件，就是單片機，它的主要作用就是通過儀器設備對溫度進行檢查，并將完整的數據傳給單片機，單片機將檢測到的數據與設定的數據進行比較，然后自動調節溫度到標準溫度。保證生產過程中的溫度相對穩定，確保產品能夠保質保量的生產。

（二）系統的工作原理。利用傳感器來收集溫度信號，并將這些信息轉化為電壓信號，經過放大后傳給單片機，單片機通過對這些信號的相關的過濾，去掉干擾項，然后經過與控制量的對比，確定需要調節的量，并將結果傳給執行機構來處理，保證溫度的恒定。

二、基于單片機的溫度檢測方式

實際應用中，一種是利用半導體溫度傳感器來收集溫度，這種傳感器能夠輕易的將溫度信號轉換為電壓或者電流信號，使兩種信號存在一定的數量關系。通過儀器處理可以實時現實相對應的溫度。

使用熱電偶來測量溫度是另一種方法，這種方式適用于很多不是能夠直接測量的地方和要求精度較高的地方，由于熱電偶測量需要很長的測量時間，并且電路易受外界干擾，容易產生較大誤差，對使用的環境要求較高。

溫度的檢查方法有很多種分類，按照敏感元件與被測介質是否有接觸，可分為接觸式和非接觸式兩種，兩種方法有著不同都得檢查區間。接觸式是按照物體受熱后，發生熱膨脹，并將這種膨脹傳導到儀器儀表上的一種方式。另一種方法是是通過熱輻射與被測物體溫度的對應關系來確定溫度的。

在這個系統中，單片機可以根據需要進行定時定期對被測物質進行檢測和顯示，當溫度高于設定標準時，進行操作和報警，并對相關數據進行保存，方便維護人員查閱。

三、溫度控制系統的設計

（一）硬件電路設計。整個系統的硬件電路是由單片機、傳感器、顯示器、執行原價、調節閥等組成。其中單片機是核心元件，通過傳感器收集信號，再傳給單片機，經過處理后，控制執行元件，來調節溫度。同時可以根據實際情況，增加外圍設備比如：鍵盤、報警電路與顯示儀器等，完善系統的相關功能。

（二）軟件設計。本系統的軟件也是由C語言編程的，系統的操作軟件也是通過C語言編成，這也有利于維護和識讀。主程序分成若干個模塊，并用接口將它們連接在一起。主程序用于監測溫度的變化，并對實時的數據進行處理，控制各個子程序的運行，達到資源的有效配置和優化。系統通過對監測的結果進行跟蹤比對，一旦出現偏差就會進行適當的調整，達到溫度控制的目的。

（三）溫度檢測的開發與應用。在溫度測量中，有一種傳感器的應用，給檢測工作帶來了很大的突破，它就是熱電偶傳感器。它具備很多優點：熱電性質穩定，不隨時間而變化，有足夠的物理化學穩定性，不易氧化或腐蝕；電阻溫度系數小，導電率高，比熱小；測溫中產生熱電勢要大，并且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數關系；材料復制性好，機械強度高，制造工藝簡單，價格便宜。熱電偶傳感器也有自身的缺陷，它的輸出信號要經過一定的處理才能被使用。

基于單片機的溫度控制系統被越來越多的應用到各個行業中。它不僅能夠對溫度進行實時的監測，還能通過監測的數據來進行調節和控制。這些特點，使生產的效率大大提升，具有很高的應用價值和推廣價值，將來基于單片機的溫度控制系統的使用一定會更加廣泛。