基于單片機的溫度控制系統設計

姜坤

（新鄉職業技術學院電子信息系，河南新鄉，453000）

1 單片機溫度控制系統原理

SCM是嵌入式微型系統，等效于微型計算機設備。體積小，無需外部硬件即可節省金錢。拋光機是溫度控制系統的核心。

在生活中，溫度是通過對人體的感知而獲得的，對于機器也是如此。溫度信息被轉換成信號，傳感器用于傳感，綜合信息被發送給員工進行合理控制。單芯片微波能夠根據與溫度有關的信息進行轉換和分析，在與設定溫度比較的前提下適當地調節和控制溫度，實時檢測溫度差，最后進行詳細組織?？梢宰觥？刂茢祿?。圖1顯示了單芯片溫度控制系統的總體設計。

1.1 數據采集模塊設計

單片機溫度控制系統的數據采集模塊主要利用溫度信息采集，利用A/D轉換器將采集到的統計信息轉換為清晰的數據，最后進行整合并上傳到單片機中。在系統運行過程中，選擇多個樣本進行連續數據采集，經過連續轉換后，確定采集到的數據是否符合規格，如果不符合標準，則繼續循環運行。

1.2 數據處理模塊設計

該模塊的單芯片溫度控制系統主要負責數據顯示和放置以及數字濾波。該過程是在A / D轉換后運行數據處理過程。數字濾波是此操作的重點。數據轉換后，以前收集的模擬數據由單片機接收，并反復檢查和接受收集的樣本數據以使偏差最小，精度大大提高。

2 設計方案

該系統的總體設計思想是以AT89C52單片機為控制核心。整個系統的硬件部分包括溫度檢測部分，控制執行部分，顯示和鍵盤系統以及最小系統基本電路。該系統使用單芯片測微計來獲取溫度傳感器數據，并將其與系統設計值進行比較，并根據比較結果控制運行中的系統。溫度控制系統控制框圖如圖1所示。

圖1 單片機溫度控制系統的整體設計

3 系統硬件設計

根據系統所需完成的功能，設計系統硬件結構如圖2所示。通過使用AT89C52單片機和新型測溫裝置設計多點溫度控制加熱控制系統，并根據房間中每個點的溫度實時控制加熱，從而實現室內舒適和加熱。提高經濟效益。溫度-壓力傳感器由溫度敏感元件和檢測電路組成。從使用的角度來看，溫度傳感器可以大致分為兩種類型：接觸型和非接觸型。前者用于直接接觸待測物體以檢測待測物體的溫度變化，后者用于制造溫度傳感器和待測物體。將物體分開一定距離，以檢測從待測物體發出的紅外線，從而達到測溫的目的。此設計中的溫度傳感器使用Dallas Semiconductor Company的DSl8820數字溫度傳感器。該傳感器支持“單線總線”接口，可輕松進行多點溫度測量，并且還可以設置9-12位分辨率。最高精度為±0.0625℃，即使在斷電后，具有分辨率設置和用戶設置的警報溫度存儲E2PROM也可以保存。由于體積小，系統設計更加靈活方便，因此該產品支持3至5.5V的電壓范圍。

圖2 基于AT89C52單片機的紅外測溫方案

4 電路設計

4.1 系統電源設計與分析

電子產品僅在打開時才起作用。在設計具有紅外保護功能的自動溫度控制系統之前，需要設計一個精密電源。分析了工作原理和一些基本參數。由于其性質，精心設計了烘烤室溫度控制系統的電源。

整流是將交流電轉換為直流電的過程，其基本原理是利用晶體二極管的單向電導率。

4.2 中央控制器AT89C52

AT89C52是由美國Atmel Corporation生產的世界上最新的高性能8位單芯片微型計算機。該芯片采用FLASH存儲技術，內部具有2KB字節的高速閃存，并封裝在DIP中。如今，是用于中小型系統的最流行的單片機。AT89C52可以構成真正意義上的單芯片微型應用系統，從而減小系統體積，提高系統可靠性并降低系統成本。只要程序長度小于4K，所有四個I / O端口都提供給用戶。可以用5V的電壓對其進行編程，并且擦除時間僅為10毫秒，這是8751/87051擦除時間的一百分之一。與8751/87051的擦除時間相比，器件損壞并不容易。沒有兩個電源。重寫時不要拉出芯片，因為適合許多嵌入式控制領域的要求。

4.3 紅外人體檢測電路的分析與設計

無源熱釋電紅外探測器廣泛應用于電子防盜和人體探測器領域，因其價格低廉，技術性能穩定而受到用戶和專業人士的歡迎。

由于人體的體溫通常恒定在37度，因此特定的波長會發出大約10 um的紅外線。無源紅外探頭的工作原理是檢測人體發出的大約10uM的紅外輻射。從人體發出的約10uM紅外線通過更精細的濾光片增強，并聚集在紅外傳感器源上。紅外感應源通常使用熱電元件。當人體的紅外線溫度變化時，該元素失去電荷平衡并發射電荷。檢測和處理后，后續電路可以生成警報信號。

5 單片機溫度控制系統功效

作為溫度控制系統的核心，單片機千分尺在各個行業的生產和開發領域中對溫度控制工作起著不可或缺的作用。在將單片機溫度控制系統投入實際使用的過程中，發現并收集了更強大的功能。

5.1 數據收集與放置

在單片機溫度控制系統運行時，單片機是溫度檢測的主要工具。在單片機溫度控制系統完成對當前溫度的檢測之后，溫度控制系統可以依靠特定的傳輸介質來組織先前檢測到的數據并將其傳輸到監視器。在系統設置過程中，控制器將查閱先前收集的數據并根據當前情況及時調整溫度，以針對不同類型，不同環境和不同領域控制溫度控制系統模式。必須能夠被總結和創建。在所有主要生產區域中，都可以合理控制所生產物品的溫度，并建立隱形的保險層。對于農產品，單片機溫度控制系統的運行大大增加了農產品的產量。

5.2 抗干擾設計

單芯片溫度控制系統在軟件編程中具有強大的“抗干擾”功能。由于主要行業生產過程中的機器操作多種多樣，因此在接收數據信號的過程中不可避免地會發生干擾?？紤]到這種情況，單芯片溫度控制系統采用兩種方法來解決該問題：數字濾波器和按鍵去抖動。

數字濾波器主要使用科學算法對輸入的常規數據執行詳細和專門的計算，并最終將其轉換為另一組科學可靠的數據信息。然后，將重新過濾此信息，以最終獲得強大的安全性和可靠的數據結果。

按鍵去抖動是依靠硬件電路和軟件來實現抗干擾效果的另一種方法。為了最大程度地提高所收集數據的安全性和穩定性，或者在強烈干擾工業機械生產的情況下，某些工業還依賴于電路或軟件設備。從抗干擾和防搖擺的角度來看，該方法可以在最終統計中獲得安全保險數據。

6 結束語

微型計算機在智能設備的開發中起著重要作用，并且單芯片微控制器由于經濟，實用且易于開發而在工業控制和家用電器領域占據了廣闊的市場。針對溫控器的現狀，設計了一種新的解決方案，設計了使用單芯片千分尺和新型測溫裝置的多點溫度控制加熱控制系統，并同時測量了多個點的溫度。各溫度可根據溫度設定值實時控制。電路開/關和壁掛式鍋爐燃燒和停止，以進一步提高房間舒適度和加熱系統的經濟性。