基于单片机的温度控制系统分析

吴迪

随着我国经济不断向前发展，科学技术也日新月异，人们的生活水平不断提高，对产品的要求也是水涨船高。为了提高产品质量，发展生产新产品，企业对生产过程的温度提出了很高的要求，那么良好的温度控制系统就显得尤为重要了。应用单片机作为整个系统的核心元件，既能实现相关控制的要求，又能提高整个系统的技术指标。本文详细说明了基于单片机为核心的整个系统功能及运行状态，提出了设计方案。

随着技术水平的不断提高，人们对相关的生产温度要求，越来越高。那么怎么样进行温度的实时监测和调节，就成了相对重要的问题。同时在传输的过程中也要保证数据的连续性和稳定性，并且要采取相应的技术来控制温度，保证在一个合理的范围内，是所有温度控制系统所面临的的重要问题。单片机作为控制核心，能够方便简单的对温度指标进行比对和控制，使产品能够在一定相对恒定的温度下生产。

一、系统的功能及工作原理

（一）系统的功能。这个系统中最重要的是核心元器件，就是单片机，它的主要作用就是通过仪器设备对温度进行检查，并将完整的数据传给单片机，单片机将检测到的数据与设定的数据进行比较，然后自动调节温度到标准温度。保证生产过程中的温度相对稳定，确保产品能够保质保量的生产。

（二）系统的工作原理。利用传感器来收集温度信号，并将这些信息转化为电压信号，经过放大后傳给单片机，单片机通过对这些信号的相关的过滤，去掉干扰项，然后经过与控制量的对比，确定需要调节的量，并将结果传给执行机构来处理，保证温度的恒定。

二、基于单片机的温度检测方式

实际应用中，一种是利用半导体温度传感器来收集温度，这种传感器能够轻易的将温度信号转换为电压或者电流信号，使两种信号存在一定的数量关系。通过仪器处理可以实时现实相对应的温度。

使用热电偶来测量温度是另一种方法，这种方式适用于很多不是能够直接测量的地方和要求精度较高的地方，由于热电偶测量需要很长的测量时间，并且电路易受外界干扰，容易产生较大误差，对使用的环境要求较高。

温度的检查方法有很多种分类，按照敏感元件与被测介质是否有接触，可分为接触式和非接触式两种，两种方法有着不同都得检查区间。接触式是按照物体受热后，发生热膨胀，并将这种膨胀传导到仪器仪表上的一种方式。另一种方法是是通过热辐射与被测物体温度的对应关系来确定温度的。

在这个系统中，单片机可以根据需要进行定时定期对被测物质进行检测和显示，当温度高于设定标准时，进行操作和报警，并对相关数据进行保存，方便维护人员查阅。

三、温度控制系统的设计

（一）硬件电路设计。整个系统的硬件电路是由单片机、传感器、显示器、执行原价、调节阀等组成。其中单片机是核心元件，通过传感器收集信号，再传给单片机，经过处理后，控制执行元件，来调节温度。同时可以根据实际情况，增加外围设备比如：键盘、报警电路与显示仪器等，完善系统的相关功能。

（二）软件设计。本系统的软件也是由C语言编程的，系统的操作软件也是通过C语言编成，这也有利于维护和识读。主程序分成若干个模块，并用接口将它们连接在一起。主程序用于监测温度的变化，并对实时的数据进行处理，控制各个子程序的运行，达到资源的有效配置和优化。系统通过对监测的结果进行跟踪比对，一旦出现偏差就会进行适当的调整，达到温度控制的目的。

（三）温度检测的开发与应用。在温度测量中，有一种传感器的应用，给检测工作带来了很大的突破，它就是热电偶传感器。它具备很多优点：热电性质稳定，不随时间而变化，有足够的物理化学稳定性，不易氧化或腐蚀；电阻温度系数小，导电率高，比热小；测温中产生热电势要大，并且热电势与温度之间呈线性或接近线性的单值函数关系；材料复制性好，机械强度高，制造工艺简单，价格便宜。热电偶传感器也有自身的缺陷，它的输出信号要经过一定的处理才能被使用。

基于单片机的温度控制系统被越来越多的应用到各个行业中。它不仅能够对温度进行实时的监测，还能通过监测的数据来进行调节和控制。这些特点，使生产的效率大大提升，具有很高的应用价值和推广价值，将来基于单片机的温度控制系统的使用一定会更加广泛。