基于ARM單片機的恒溫水箱控制系統設計

陳杰

摘 要：溫度是目前我國工業生產當中較為常見的一種數據參數，恒溫控制系統在我國得到了較為廣泛的運用。文章基于ARM單片機的恒溫水箱控制系統設計展開論述。

關鍵詞：ARM單片機;恒溫水箱;控制系統

1 ? ?我國恒溫水箱控制系統的現狀

隨著我國計算機技術的發展，現代化進程穩步加快。目前，我國工業生產領域對恒溫控制系統的應用較為廣泛，為我國帶來了較為可觀的經濟收益以及相關社會效益。隨著社會的發展，新時代對恒溫水箱控制系統的控制環境、成本等因素提出了更高層次的要求。對工業、企業而言，需要在保持原有控制效果不變的同時進行改革創新，以降低成本。恒溫環境下自動化控制技術的發展前景十分可觀，并且滿足工業、企業運行過程中的各項需求，是我國商業運營中的重要組成部位。

恒溫控制系統主要依靠微電子技術與計算機技術發展，我國目前相關的技術較為成熟，且有一些技術已經走在世界前列。因此，在自動控制理論的發展以及不斷創新的設計方案的推動下，我國恒溫水箱控制系統得到了迅猛的發展。相較于日本、德國等國家，我國恒溫水箱控制系統的相關技術仍處于相對落后的狀態，國外溫度控制系統在不斷革新，而國內的大環境不太友好。我國目前恒溫水箱控制系統的設計趨向于解決控制滯后、復雜、時變的溫度系統控制，智能化、自適應的控制儀表等方面與國外相比存在較大的差距。

2 ? ?ARM單片機

我國始終秉承“工欲善其事，必先利其器”的原則。在經濟不斷發展的過程中，技術在國家和各行業中始終占據較為重要的地位，對國內電子產品而言，開發始終離不開開發工具。國內市場上基于ARM Cortex-M內核的產品越來越多，不少單片機廠商也開始轉向ARM內核的產品，基于ARM內核開發工具將是一個非常大的市場。單片機集成完整的馮諾依曼體系所規定的結構是一個完整的計算機體系，可實現特定的運算功能，其應用集中在工業自動化控制等專門化需求的運算領域，大多都是滿足工業應用上的需求，如基于單片機設計的LED驅動電源綜合測試儀、單片機撥號程序等。ARM芯片精髓在“R”，是RISC精簡指令集的意思。RISC指令集在根據80%時只用到20%的處理器指令，使用了經過精簡設計的指令系統，使整個處理器的設計更加簡潔，功耗、體積極大地縮小，所以，ARM在手機、平板等智能移動設備上得到了廣泛應用，如ARM的Linux內核下的手持機開發、ARM的Linux內核LVDS顯示開發等均是基于ARM芯片的智能產品。

將ARM單片機融入恒溫水箱控制系統中，會極大地推動我國相關產業的發展，對于恒溫水箱控制系統的設計而言是一個巨大的飛躍。作為高新科技的代表之一，單片機因其體積較小、成本較低、可靠性較強等優勢，廣泛運用于各個行業。ARM單片機恒溫水箱的設計將會突破現有的技術條件，為人們帶來全新的控制系統。

ARM單片機之所以會受到行業的廣泛歡迎，主要是因為較為先進的ARM處理器充當了重要角色。隨著社會的發展和現代科技水平的不斷提高，我國電子設備智能化水平越來越高，并且隨著網絡化程度的加深，市場上出現大量新興產物，對于恒溫水箱控制系統提出了更高層次的要求。智能化、網絡的變遷是時代發展進程中最為重要的變革之一。ARM單片機以低功耗和高性價比的優勢逐漸步入高端市場，成為時下的主流產品，同時，也為ARM單片機的恒溫水箱控制系統奠定基礎。

3 ? ?系統設計

恒溫水箱系統設計涵蓋的內容較多，在整個系統設計中，各個環節環環相扣，并且都充當著較為重要的角色，主要包括主電路和控制電路兩大方面。

在設計ARM單片機恒溫水箱控制系統的過程中，需要注意的是，首先，依據ARM單片機本身所具有的特性進行相對應的恒溫水箱控制系統設計。在保留市場上，充分發揮恒溫水箱控制系統優勢的前提下，將ARM單片機融入其中，達到提升整體性能的目的。設計時需要充分利用新型32位ARM核心處理器進行智能化以及網絡化技術突破，合理利用ARM系統本身所具有的在指令系統、總線結構、調試技術、功耗和性價比等方面的優勢。同時，ARM單片機在芯片內部集成了大量的片內外設，極大地提高了其功能和可靠性。

在設計時，需要依據一定的設計指標，例如提前設定一個溫度，當溫度達到設定的數值時顯示實時的溫度變化情況，并且精確到1 ℃。對于恒溫箱溫度的設定，誤差需控制在1 ℃以內，并且需要具備一定的保護功能。

該系統的設計主要是對溫度以及加熱方式等進行改良創新。滿足了現代人對技術的要求，對溫度的控制在ARM單片機的核心控制范圍內，同時，利用數碼顯示等先進技術對電爐加熱，實現控制，并且達到恒溫效果，再從單片機本身所具有的靈活性及自由度較大優點進行突破性的改革。

4 ? ?結語

時代的發展始終需要依靠科技作為推動力向前推動人類文明，目前，ARM單片機所具有的先進技術，可以極大滿足國內市場上恒溫水箱控制系統對于智能化、網絡化的要求。因此，該項設計具有較大的市場空間，在我國恒溫水箱控制系統的設計中起到了巨大的推動作用。

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