基于单片机的温度控制电路设计

基于单片机的温度控制电路设计

万丹梅

（吉林省松原市松原电大，吉林 松原 138000）

摘要：文章介绍的电路由单片机控制实现对温度信号的检测与数据处理。该电路主要由下面三部分组成：温度检测、信号处理、信号转换与温度控制。温度检测电路的核心是温度传感器DS1 8B20、单片机ATS51。温度显示部分采用液晶显示模块1602。该电路完全能够实现温度检测和控制的功能， 同时还可以根据实际需要输入设定值。 关键词：传感器 单片机 温度控制 A／D 转换器

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2010）33-

温度是众多行业生产中的基础参数之一，可以有效的探查到与温度有关的化学反应和物理的变化。因此，温度控制是生产工艺流程中是极为重要的一个环节，尤其在电力、航天、交通、造纸、装备制造、食品加工等行业有广泛的应用。利用单片机来对温度进行控制不仅能够有效地提升控制能力与生产的自动化，而且还有可能尽早实现智能化的目标。

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总体方案的设计

我们考虑选择ATS51单片机来承担处理器的功能，对温度控制的总体设计方案是：利用温度传感器收集温度所发生的各种变化数据→将所收集到的温度变化信号传递到单片机→利用单片机来对显示器进行调节与操作→对收集的数据同先前已经设定的数据进行比较→驱动提高温度或者降低温度。

实现所预定目标方案的技术路线如下：第一步，我们使用按钮来输入所设定作为标准的数值；第二步，采用LCD来对实际的温度进行检测；第三步，采用驱动电路来调节或者操作好压缩机进行降温或提高温度；第四步，采用C语言来实现编程的工作

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温度控制硬件部分的设计 温度传感部分

2.1

设计使用集成式温度传感器，建议是采用DS1 8B20．这个传感器为电流型，是依赖于电流所输出的数值作为温度的表示。其独特性在于灵敏度较高，是具有高阻性质的电源流，并不需要计算那些在运送中间电压的损失以及噪音干扰的损失，对于那些物理距离较长的测量是极为方便。此外，该型号的温度传感器尤其对需要多点测量的合适，而且不需要计算因

为开关导致的附加电阻。因为使用的是与众不同的电路结构，而且其中还使用了新的薄膜电阻激光微技术来进行校对，以期进一步提高精度。这样就让改传感器的灵敏度较高，数值准确，其电路的结构也非常单一且不需要进行调试工作，同A／D连接的时候比较简便。电压输出的灵敏度是l 0mv／k，当温度为0℃的时候其输出的数值为Ov。当温度上升至25℃的时候其输出的数值是2.982V。

电压输出的灵敏度是l 0mv／k，当温度为0℃的时候其输出的数值为Ov。当温度上升至25℃的时候其输出的数值是2.982V。

2.2

A／D信号转换部分

本次设计使用了可逐次逼近式的A／D转换器，芯片型号为ADC0804。这种A／D转换器的突出的优点是信号转换过程所需时间短，准确性高，直接输出的二进制的数字信号并与I／O接口相连，用于软件设计时十分便捷。在ADC0804芯片中，包括了8通道8位数的模/数转换器和与微控制器相兼容的控制逻辑，其中，模/数转换器可与任一单端输入信号进行直接地连通。正是由于ADC0804具有设计时带有多个模／数转换器的特点，此种芯片尤其适用在PLC、微控制器输入通道的结合口电路、仪器和机床等设备控制等的设计和使用范围，同时还比较便宜，可大大降低设计成本。

设计中使用的A／D转换器设计电压参数为2．56v，也就是说，每个位数相对应的量为10mv，也是1℃。

2.3

温度指数显示部分

设计中使用了1602LCD 液晶显示器，不仅可以静态显示时占用I／O端口过多的缺点，还可以解决动态显示时因信号数据不稳定而带来的闪烁、占用资源过多的问题。

l602LCD主要技术参数： 显示容量：16× 2个字符 芯片工作电压：4．5— 5．5V 工作电流：2．0mA (5．0V) 模块最佳工作电压：5．0V 字符尺寸：2．95×4．35(W × H)

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电路的试验与调整

3.1 温度检测的部分

我们通过实验的检测可以发现， AD590实际输出的数值要大于理论上的数值，二者间的差别较为明显。经过多次的试验与分析可以做出下列结论：因为系统自身在工作的时候会生成一定的热量，这些热量会造成较大的误差，让实际温度与显示出来的温度有明显的不同。我们可以依照元件性能值来计算出这中间可能产生的误差。当然，如果有更加合适的元件就选择更加合适的元件。 3.2 C语言编写程序

要做到温度控制电路能够在设定的软件模式下顺利运行，且能够满足我们的使用要求。假若还有其他的元器件也有对应的程序写入，那我们在进行调整测试工作的时候对其他的程序也同样需要进行调整与测试，这样方能实现所设计的功能。一旦未能实现预定的结果，我们就需要对程序调整与测试，并检查是否有遗漏的部分。然后依据查找的结果，重新编程调整测试。

3.3 设置温度与显示器上的温度数值是否相一致

如果不一致的话，其差距的幅度是否过大。然后在依照我们已知的数据来分析原因。这样就能够及时的做出正确的处理并事先所设计的功能。

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结语

这个设计使用了较为常见单片机作为核心，将软件与硬件二者有效的结合，不但将硬件

的部分实行了简化处理，还能够有效地提升了系统的稳定性。通过采用了液晶显示器、通过键盘来设定温度的数值让人机相互之间能够简单方便的对话，并且准确的将温度数值显示出来，实现了温度的自动控制。当然，在进行温度的检测时候，我们需要对于设定的温度有明确的下限规定，即外界的温度不会低于零下10℃。如果检测环境低于零下10℃的情况，则需要对电压值进行修改方能实现。但我们同时也要看到这个，设计也存有许多需要进一步改进的地方，如因为工作所生成的热量会造成所测温度与实际温度不相符。因此，我们需要及时调整电路中的滑动变阻器来缩小误差。

参考文献

[1]谭浩强．C语言程序设计[M]．北京：清华大学出版社，2006．

[2]李建忠．单片机原理及运用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2007． [3]夏路易．单片机技术基础教程与实践[M]．北京：电子工业大学出版社，2008．