南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息與管理工程系 劉遠(yuǎn)仲

0 引言

對溫度進(jìn)行檢測與控制不管是在日常生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)中都會經(jīng)常遇到，常規(guī)的溫度控制儀器都是只停留在簡單的溫度檢測與調(diào)整，或者可以進(jìn)行簡單的智能控制但成本又太高。所以本文本著這一目的設(shè)計了一款基于單片機(jī)AT89S52的智能溫控儀，可以方便的對溫度進(jìn)行控制與檢測。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計

由于單片機(jī)AT89S52功能強(qiáng)，功耗低，因此本文采用單片機(jī)AT89S52來作為我們電路的主控芯片，本溫度控制使用標(biāo)準(zhǔn)的鉑電阻溫度傳感器RTD(Resistance TempeTature Detector)來作為電路的外部環(huán)境溫度的感知器。系統(tǒng)方案實施方框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體方案框圖設(shè)計

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

2.1 溫度信號采集電路設(shè)計

為了保證測量的準(zhǔn)確性，主電路采用鉑電阻溫度傳感器RTD來作為外界溫度與內(nèi)部溫度的對比，當(dāng)外界的溫度高于內(nèi)部設(shè)定的溫度時立即調(diào)整電流信號使外部溫度降低，當(dāng)，反之，則提升外部溫度。外界溫度采集電路如圖2所示。電路工作流程為：采用Pt 100鉑電阻配合具有誤差補(bǔ)償功能的XTR 105集成芯片組成溫度采集器，采集到的溫度信號通過AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成送至單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行溫度對比處理。單片機(jī)輸出模擬信號，可方便地與各種A／D采集系統(tǒng)接口進(jìn)行連接。

2.2 溫度控制信號輸出電路設(shè)計

控制溫度的輸出信號電路圖我們采用功能較強(qiáng)的MAX538芯片作為單片機(jī)D／A的溫度控制信號，它可將0～4095的數(shù)字量轉(zhuǎn)換之后得到0～5V電壓信號，然后通過專用電流轉(zhuǎn)換芯片變換為0～10mA電流信號輸出控制外部溫度的升降。調(diào)節(jié)圖3中的RP1和RP2可方便的矯正外部電壓的零點和滿度。MAX538與微控制器通過串行接口相連接，通過軟件進(jìn)行控制。

圖2 溫度信號采集電路

3 單片機(jī)軟件設(shè)計

該電路設(shè)計在主溫度控制上采用C語言進(jìn)行編程，通過編程，可以實現(xiàn)單片機(jī)對鉑電阻溫度傳感器RTD溫度傳感器傳過來的溫度信號進(jìn)行采集，通過A／D采集系統(tǒng)將采集到的溫度信號送與單片機(jī)進(jìn)行處理，實現(xiàn)單片機(jī)的溫度對比，顯示和調(diào)節(jié)等不同功能。在軟件設(shè)計中，軟件程序主要包括主程序與子程序設(shè)計，主程序主要用來設(shè)計對微控制器（MCU）的初始化設(shè)計，包括對溫度傳感器的初始化編程（溫度采集，溫度轉(zhuǎn)換，溫度傳輸，溫度存儲等）以及鍵盤控制與數(shù)碼管溫度顯示控制等，在設(shè)計主程序時，采用循環(huán)運行的方式完成實時溫度采集與調(diào)整；在子程序設(shè)計中主要使用中斷方式完成初始溫度的設(shè)定，當(dāng)外界溫度高于或低于設(shè)定溫度時進(jìn)行調(diào)整溫度值。

4 結(jié)束語

此方法設(shè)計的溫度控制電路，由于采用了微控制器軟件控制，可以方便的調(diào)整溫度的太小，因此，該溫度控制器可以應(yīng)在多種場合，例如孵化室，食品加工室，醫(yī)院等場合使用該設(shè)備可以方便的根據(jù)需要來調(diào)整房間溫度。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，可以對硬件設(shè)備進(jìn)一步優(yōu)化，使用專用集成電路，大大減小設(shè)備的體積，此外，如果用戶對成本不作要求，我們可以在溫度控制電路上進(jìn)一步擴(kuò)展設(shè)備功能，例如采用可視化界面設(shè)計等，輸出信號與輸入信號相分離等。

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