基于单片机的温度控制系统研究

姚易辰

摘要：温度控制是在企业生产的过程中经常要采取的措施，随着企业的不断发展面对温度控制设备的发展和创新的要求也越来越高。基于此，本文介绍了单片机温度控制工作原理，分析了单片机传感器的选择与温度控制采用的方法，研究了基于单片机的温度控制系统。

关键词：单片机;温度控制;系统研究

中图分类号：TP273.5    文献标识码：A    文章编号：1007-9416（2019）02-0000-00

0 引言

随着我国经济社会的发展带动企业的大力发展，各种机械设备层出不穷，机械在运行的时候，为了保证安全性和机械的有效使用率，对机械设备的温度控制是十分必要的，因此如何运用有效的温度控制设备，进行对设备运行温度的快速测量，并将数据做到准确的传输与反馈，保证对实测温度有效的进行分析与调整，是现阶段我国温度测量工作的工作要点。当前我国使用的温度控制系统主要是利用单片机对温度采取的控制，基于单片机的温度控制系统操作灵活简便，同时能够最大限度的为温度的测量提供准确的数据，因此它被应用在我国较广泛的生产企业中。

1 基于单片机温度控制工作原理

单片机顾名思义，就是指单片的微型计算机，它是一种利用信息技术进行设备温度测量的设备，它具有与计算机一样的多种构件及接口，单片机的构造是由大规模的集成电路组合而成，其外形比较小巧，操作应用都较为便捷，但是功能却十强大，几乎可以涵盖计算机的所有功能，能够精准的完成不同的温度测量与控制的任务，结合单片机的构造与使用优势，它如今被越来越广泛的应用于各大企业中，不仅是因为单片机机体造价较为低廉，而且工作效率较高，能够有效的改善企业温度控制工作的劳动条件，节约企业不必要的成本支出，进而提升企业的生产效率，提高企业的生产力。以往的温度控制系统主要是采用纯硬件的闭环控制系统，该系统的优点是运行速度十分快，但弊端是在运行测量数据的可靠性方面不理想，往往数据提供的准确性较差，而且此设备的灵活性也较差，在线路安装以及调试的过程中都会面临很大的困难，因此在应用上有较大的局限性。而采用带有IP内核的FPGA或CPLD方式，就是利用FPGA或CPLD完成温度数据的采集、存储，利用IP内核实现计算机与人的交互模式，这种方式运行对复杂的测量与控制十分实用，但是程序应用复杂，成本也较高，在温度控制系统的应用上也不适用，而采用单片机温度控制系统，可以有效的避免上述系统运行中存在的弊端，而且在数据的测量与提供上，能够最大限度的保障准确性，因此在如今的企业温度控制系统设定上，被广泛的使用[1]。

2 单片机传感器的选择与温度控制采用的方法

单片机传感器的选择对于温度控制系统的设计是有重要的意义的，传感器的选择会决定温度控制系统运行的质量和准确性，不仅要满足系统基本操作的要求，同时还要具有性价比高的特点，在基于单片机温度控制系统的运行上，在单片机的选择上，是按照单片机的使用范围来区分的，例如80C51式单片机是通用型的单片机，它的应用范围最为广泛。

我国如今的绝大多数企业在温度控制系统中都是采用的这种机型，它的存在不是为了某种专门用途而设计的，如果是为了特殊领域而设计的单片机，就要在内片集成ADC接口等功能的温度测量控制电路，例如电子体温计的温度控制要求等等。另外按照单片机是否能够提供总线也可以进行区分，总线单片机型在企业温度控制系统中是较为普遍的设置。在传感器的选择上，在通用80C51式单片机的应用上采用的是DALLAS半导体公司生产的数字温度传感器DS18B20，利用传感器采集设备运行温度数据，其应用优势明显，体积较小，接口灵活，并且在运行中能够最大限度的扩大传输范围[2]。

3 基于单片机的温度控制系统研究

3.1 溫度控制系统硬件的开发

在温度控制系统硬件的电路开发上，单片机的应用是最广泛的也是最重要的，单片机是硬件电路开发中的主机，除单片机以外，该系统硬件的开发还需要将两路传感变送器以及多向开关进行综合配置，需要D/A转换器或V/1转换器和调节阀等设备的配备，以上硬件开发所需要的基本设备都进行完善与配备齐全之后，方可进行温度控制系统硬件的开发，这是系统运行的基础，进而才能够最大限度的实现温度的有效控制，在系统运行的过程中，要根据不同的使用条件，可以灵活的增加一些其他的硬件设备，目的就是使温度控制系统在运行的过程中，最大限度的为其提供简单便捷的工作程序，使温度控制系统在温度数据测量和提供的过程中，能够最大限度的保证数据提供的准确性，例如可以增加报警电路和显示器等等，通过报警电路可以及时的发现在设备运行过程中由于温度急速升降而给生产带来的干扰因素，报警系统可以将一切风险防患于未然，而显示器的设置是通过对数据的及时传送，引导工作人员及时调整温度控制系统，使设备运行的温度控制在一个科学合理的范围，并时时掌握数据变化，可以说灵活增加一些其他的硬件设备，为温度控制的高效性提供了保障[3]。

3.2 温度控制系统的软件设计

基于单片机温度控制系统，软件设计通常采用的计算机语言都是C语言，并且该软件的设计一次性的涵盖了多种功能，在温度控制软件系统运行当中，计算机软件首先会对所有系统模块进行初始化的处理，通过初使化还原设置的处理完毕之后，再针对不同模块在工作中的具体应用进行分析，再做重新设置与规划，对于在设备运行的过程中出现的问题再进行具体的调整，在查询方式上，应用的是循环查询的方式，循环查询的方式应用在温度的测量与控制上非常适用，可以更高效的实现温度数据的测量收集，进而最优化的实现温度控制，在温度控制软件系统的运行中，软件的主要功能就是对设备运行温度的显示，从而将单片机测量出来的不同温度进行调配，将其调运至不同的子程序中去，在完成输送后，温度控制系统就开始运行，将测定的温度与系统运行的数据之间做对比，进而做出温度控制的判断[4]。

4 結语

总之，就我国企业现阶段的发展来看，基于单片机的温度控制系统被广泛的应用，并且有较大的发展空间，该设备系统操作简单灵活，对温度数据的采集与输送又十分便捷，同时可以根据之前所指定的温度对温度做出调节，并且成本低廉，为企业最大化的节省了成本的支出，值得大力推广。

参考文献

[1] 包丽丽.单片机温度控制系统的设计分析[J].内燃机与配件，2018（10）：46-47.

[2] 陈剑.基于单片机的温度控制系统[J].黑龙江科技信息，2015（24）：142.

[3] 夏发钦.基于单片机的精密温度控制系统的设计与实现[J].信息技术，2011（10）：133-135.

[4] 唐镇城.浅谈单片机在温度控制系统中的应用[J].科学技术创新，2018（9）：192-193.

Research on Temperature Control System Based on Single Chip Microcomputer

YAO Yi-chen

（Guilin University Of Aerospace Technology ， Guilin Guangxi  541000）

Abstract： Temperature control is a common measure to be taken in the production process of enterprises. With the continuous development of enterprises， the requirements for the development and innovation of temperature control equipment are getting higher and higher. Based on this， this paper introduces the working principle of temperature control of single-chip computer， analyses the selection of sensor and the method of temperature control of single-chip computer， and studies the temperature control system based on single-chip computer.

Key words： single chip computer; temperature control; system research