霍坤明

摘 要：近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)取得了長足了發(fā)展，人們的生活也日益提高。人們對所需求的產(chǎn)品提出了不同程度的新要求，為了滿足人們并迎合人們對產(chǎn)品的需求，企業(yè)采取了不同的方法手段，溫度控制系統(tǒng)是運(yùn)用最為良好的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的穩(wěn)定性能確保生產(chǎn)產(chǎn)品所需的溫度，從而確保生產(chǎn)有序的持續(xù)進(jìn)行。 使用單片機(jī)作為溫度控制系統(tǒng)的核心，能實(shí)現(xiàn)對溫度系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的控制，這種控制在大幅度地提升被控溫度的技術(shù)性能指標(biāo)。本文在詳細(xì)分析基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的功能及工作原理，研究在實(shí)際過程控制當(dāng)中單片機(jī)在溫度控制系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，最后提出了單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；溫度傳感器；設(shè)計(jì)；檢測

隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，人們對溫度越來越重視，溫度的測量與控制也被提升到了一定的高度，逐漸變得越來越重要，然而在實(shí)際測量與控制環(huán)節(jié)當(dāng)中仍然存在著很多問題，通過哪些方法手段對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，在傳輸過程中還要保證數(shù)據(jù)的正確性，而且還要采取方法手段對所測溫度場實(shí)行較為精確的控制，是目前溫控系統(tǒng)面臨的重要問題。在實(shí)際操作中，單片機(jī)的控制方便、使用簡單與靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)能夠做到對溫度實(shí)行相應(yīng)的控制，通過相應(yīng)的技術(shù)性能指標(biāo)來完善溫度控制系統(tǒng)，這樣對產(chǎn)品的質(zhì)量與數(shù)量有著很大的提升作用。

一、單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的功能及工作原理

（一）單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的功能。單片機(jī)作為溫度控制系統(tǒng)的核心元器件，對產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行溫度控制發(fā)揮著重要的作用，單片機(jī)在此系統(tǒng)里功不可沒。在控制功能進(jìn)一步細(xì)分的基礎(chǔ)上，我們不難發(fā)現(xiàn)單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的主要功能就是可以對溫度進(jìn)行檢測，然后將檢測的數(shù)據(jù)通過一定的傳輸介質(zhì)傳送給監(jiān)控人員，操作人員在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)候發(fā)揮著重要的作用，他可以隨時(shí)調(diào)整溫度適應(yīng)不同的溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用場所，一旦溫度不符合標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)在沒有人為的干預(yù)下自動(dòng)將溫度調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)溫度，保證產(chǎn)品生產(chǎn)所需的溫度，在適度的溫度下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生長。

（二）單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的原理。傳感器在捕捉溫度信息發(fā)揮著重要的作用，通過傳感器轉(zhuǎn)換成電壓信號，并對電壓信號進(jìn)行放大，單片機(jī)就會(huì)將其控制到處理的范圍以內(nèi)。在這個(gè)時(shí)候，信號經(jīng)過數(shù)字濾波以后，標(biāo)度就會(huì)逐漸轉(zhuǎn)換出來，并通過把溫度顯示出來。與此同時(shí)，當(dāng)實(shí)際檢測到的溫度值與之前設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較。在通過輸出控制量的數(shù)值，來進(jìn)行導(dǎo)通的時(shí)間以及加熱的功率的優(yōu)化，從而能有效的調(diào)節(jié)溫度環(huán)境。在整個(gè)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)做整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分，并對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，并對檢測結(jié)果進(jìn)行控制，該系統(tǒng)的應(yīng)運(yùn)用來解決工業(yè)以及日常生活中對溫度控制的問題。主要的目的就是為了能夠達(dá)到檢測和控制溫度的目的，使測控的精度更加準(zhǔn)確，該設(shè)備的應(yīng)用使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性好、可靠性高并且速度較快，具備靈活性。

二、基于單片機(jī)的溫度檢測方法

在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，半導(dǎo)體模擬溫度傳感器是測量溫度的主要方法，這種傳感器通過測量的溫度信息通過一定的方式轉(zhuǎn)換成電壓或者電流，傳感器輸出的電壓或電流與溫度在一定范圍存在著關(guān)系，主要呈線性關(guān)系。這種通過測量溫度與電壓或電流之間的相互轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)對溫度的可視化，無形中實(shí)現(xiàn)對采樣信息的放大。

熱電偶是溫度測量的另一種方法，這種測量方法沒有半導(dǎo)體模擬溫度傳感器測量法強(qiáng)大，在具體的應(yīng)用中，熱電偶測量法彌補(bǔ)了半導(dǎo)體模擬溫度傳感器測量法的測量精度問題，該方法測量的精度是相當(dāng)高的，但是在精度測量高的基礎(chǔ)上測量過程相對復(fù)雜，測量工作持續(xù)的時(shí)間長，由于熱電偶測量方法在測量過程中要使用電路，受到外界不確定因素的干擾比較大，容易出現(xiàn)較大的測量誤差，給使用者帶來不必要的麻煩。

溫度檢測方法的分類根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)分類是不一樣的，按照敏感元件和被測介質(zhì)接觸與否，可以分為接觸式與非接觸式兩大類，這兩類檢測方法的每一種溫度檢測方式在一定程度上具有相應(yīng)的檢測區(qū)間。接觸式溫度檢測方法主要是基于物體受熱體積膨脹性質(zhì)的膨脹式溫度檢測儀表以及基于熱電效應(yīng)的熱電偶溫度檢測儀表，非接觸式溫度檢測方法主要是利用物體的熱輻射特性與溫度之間的對應(yīng)關(guān)系?；趩纹瑱C(jī)的溫度控制系統(tǒng)，在單片機(jī)的外部添加各種接口滿足系統(tǒng)的需要，對不同環(huán)境下的物質(zhì)溫度進(jìn)行不定期的檢測與顯示，并且根據(jù)檢測的實(shí)際場所的情況進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)檢測的溫度超過一定標(biāo)準(zhǔn)就就進(jìn)行報(bào)警，并做好相關(guān)的提醒記錄，便于今后工作人員查詢與使用。

三、溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）硬件電路的開發(fā)與應(yīng)用。硬件電路是整個(gè)溫度監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分，在研究與開發(fā)過程當(dāng)中，在系統(tǒng)控制中把單片機(jī)作為主機(jī)，然后再將傳感變送器、多路開關(guān)等設(shè)備有效的結(jié)合，再充分結(jié)合相關(guān)轉(zhuǎn)換器與調(diào)節(jié)閥等各種操作設(shè)備，當(dāng)這些設(shè)備有效結(jié)合在一起的時(shí)候就能夠達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，可以輕松實(shí)現(xiàn)對于某些環(huán)境的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制目的。也可以根據(jù)內(nèi)外部環(huán)境的不同增加鍵盤、報(bào)警電路與顯示電路等各種設(shè)備，以便可以更好完善系統(tǒng)的實(shí)際功能。

（二）軟件開發(fā)與應(yīng)用。系統(tǒng)的操作軟件也是通過語言進(jìn)行交流的，該系統(tǒng)主要是使用C語言實(shí)現(xiàn)，對單片機(jī)也是用C語言編程達(dá)到各種功效。主程序?qū)Ω鱾€(gè)模塊進(jìn)行清晰劃分，并用語言將各個(gè)模塊串聯(lián)起來。主程序的主要功能是通過一定的程序監(jiān)測溫度，并在不同時(shí)段進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、讀出并且處理。它的功能還有控制芯片的測量當(dāng)前溫度值，同時(shí)負(fù)責(zé)調(diào)用各個(gè)子程序使其達(dá)到有效配置和優(yōu)化。系統(tǒng)依據(jù)不同時(shí)段監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行比較，對比較結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。假如實(shí)際測量的溫度與預(yù)先在系統(tǒng)設(shè)置的溫度出現(xiàn)一定的偏差，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同的措施調(diào)整偏差，并達(dá)到預(yù)期的目的。

（三）溫度檢測的開發(fā)與應(yīng)用。熱電偶傳感器的應(yīng)用，無疑中對溫度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度檢測又一突破。它也是傳感器的一種。該傳感器的高精度是很多傳感器無法比較的，這種傳感器不僅質(zhì)量好而且價(jià)格便宜。該傳感器整體構(gòu)造簡單，測量的范圍廣等特點(diǎn)，決定了它的反應(yīng)速度是非常理想的。熱電偶傳感器也有自身的缺陷，它輸出的電壓信號仍相對比較微弱，識別的電壓范圍很窄，所以在處理這種問題時(shí)，就是要對信號進(jìn)行一定程度的調(diào)節(jié)處理，然后經(jīng)過使用高放大倍數(shù)的電路來實(shí)現(xiàn)。

結(jié)束語：基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)正是研究人員研究的如火如荼，并且應(yīng)用到各行各業(yè)的溫度控制的系統(tǒng)。它的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)有效的檢測，并能根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行精確測量。這系統(tǒng)的自身特點(diǎn)，在宏觀上能夠提升社會(huì)的生產(chǎn)效率，在微觀上能夠極大地方便使用者實(shí)現(xiàn)查詢操作，該溫度控制系統(tǒng)具有很高的推廣價(jià)值，將來的應(yīng)用前景一定非常廣泛。

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