導(dǎo)語：溫度控制中單片機(jī)的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1概述單片機(jī)技術(shù)

單片微型計(jì)算機(jī)，也就是我們常說的單片機(jī)，它是指一種集合了CPU、RAM、ROM、I/O接口和終端系統(tǒng)等部件一體式計(jì)算機(jī)。這種計(jì)算機(jī)擁有小巧的外觀和強(qiáng)大的功能。在電源和晶振的共同作用下，單片機(jī)可以快速并且精準(zhǔn)的處理需要處理的各種數(shù)字信息。從單片機(jī)這些年的發(fā)展過程分析，單片機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展和集成電路技術(shù)的聯(lián)系十分緊密。相比較于一般的計(jì)算機(jī)來看，單片機(jī)不僅體積小、能耗低，而且具有很高的性價(jià)比。單片機(jī)的主要作用是可以對(duì)工作條件做出改善和對(duì)工作效率進(jìn)行提升等等。當(dāng)工作任務(wù)比較危險(xiǎn)時(shí)，就可以使用單片機(jī)對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行把控，使其降低。

2溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中單片機(jī)的應(yīng)用分析

2.1溫度控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成及開發(fā)。就溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，功率控制及溫度測(cè)量為其硬件組成非常重要的兩個(gè)部分。在設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)的時(shí)候，單片機(jī)一般會(huì)被選為主機(jī)。在配備好兩路傳感變送器、多路開關(guān)、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換器等這些部件以后，溫度控制系統(tǒng)就可以發(fā)揮出控制系統(tǒng)溫度的功能了。之前我們了解到，單片機(jī)同時(shí)擁有準(zhǔn)確性、可靠性和安全性等特點(diǎn)，所以溫度控制系統(tǒng)的主機(jī)使用單片機(jī)，能夠最大程度的對(duì)溫度控制系統(tǒng)的可靠性和安全性做出保障。在溫度測(cè)量部分這個(gè)硬件構(gòu)成部分當(dāng)中，將信號(hào)通過既定方式轉(zhuǎn)換為電路：根據(jù)不同的控制對(duì)象選用相對(duì)應(yīng)的溫度傳感器，從而將物理信號(hào)，通過傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，便于8051單片機(jī)進(jìn)行處理。電路通過信號(hào)進(jìn)行處理：通過傳感器的轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生的電信號(hào)，通常來說為較小的電壓信號(hào)，由于控制器精度有其既定的范圍，不可能直接到達(dá)A/D，所以說就要對(duì)較小的電壓信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)放大。該系統(tǒng)利用了電路圖如下的程控差分放大器。見圖1。程控差分放大器A3，其主要是利用AD844；差分放大器和傳感器的匹配以及小信號(hào)的測(cè)量精度，通過前置放大器A1產(chǎn)生改變；其射級(jí)跟隨器A2，有效的將差分放大器及D/A的緩沖和匹配得以實(shí)現(xiàn)；所有數(shù)控基準(zhǔn)電壓源其輸出電壓最大不得超過2.5V，是因?yàn)樾∮?.2V的基準(zhǔn)電壓源獲得較為困難，所以說將16位D/A轉(zhuǎn)換器MAX542組合成為所需的數(shù)控基準(zhǔn)源，2.5V/216≈0.04mV為其最小分辨率；差分放大器其放大的倍數(shù)根據(jù)傳感器所輸出的電壓信號(hào)范圍進(jìn)行確定，這樣，所有程控可變?cè)鲆娌罘址糯笃鞯靡援a(chǎn)生。采用此程控放大電路，使得傳統(tǒng)程控放大器的缺點(diǎn)得以克服，同時(shí)還有很多有點(diǎn)，如容易控制、精度較高等，所以說整個(gè)系統(tǒng)的各類精度都有了非常顯著的提升。一般來說，溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，其軟件算法是通過τ（對(duì)象的純滯后時(shí)間）/Tm(對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù))來進(jìn)行確定，通常情況下，若使用PID算法進(jìn)行控制時(shí)，則τ/Tm需小于0.5；使用達(dá)林算法進(jìn)行控制時(shí)，則τ/Tm需大于0.5。在該系統(tǒng)的使用過程當(dāng)中，不同的控制對(duì)象可采用不同的算法進(jìn)行，所以說該控制系統(tǒng)，其靈活性大幅度提升。因?yàn)樵诠I(yè)控制其過程當(dāng)中，純滯后性、非線性是很多被控對(duì)象的普遍特點(diǎn)，若采用PID算法進(jìn)行控制，要想使其控制能力良好則較為困難，所以說本篇文章對(duì)達(dá)林算法進(jìn)行重點(diǎn)研討，利用達(dá)林算法，能夠使純滯后性以及非線性對(duì)象的控制達(dá)到理想的效果。2.2提高溫度控制系統(tǒng)的工作效能。上文中，我們對(duì)目前溫度控制系統(tǒng)中進(jìn)行溫度控制的方式進(jìn)行了列舉，它們主要包括三種，分別是閉環(huán)控制系統(tǒng)、引用FPGA/CPLD技術(shù)和單片機(jī)與高精度傳感器的方式。前兩種方式的缺點(diǎn)包括建造成本高、維護(hù)難度大和實(shí)用性差等。然而如果把單片機(jī)和高精度傳感器結(jié)合到一起，這些缺點(diǎn)就可以被彌補(bǔ)了。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，溫度控制系統(tǒng)中使用單片機(jī)來發(fā)揮溫度控制的作用，所消耗的經(jīng)費(fèi)會(huì)比較少。另外，使用單片機(jī)處理各種信息，還能夠提高處理數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。從系統(tǒng)維護(hù)方面來看，溫度控制系統(tǒng)中選擇單片機(jī)也比較便利，通常來看，只要能夠做到日常維護(hù)核心處理部分就足夠了。2.3實(shí)現(xiàn)軟件功能。在目前大多數(shù)的溫度控制系統(tǒng)開發(fā)過程中，都是使用C語言、C++語言、C#語言等計(jì)算機(jī)編程語言，這樣才能夠發(fā)揮出預(yù)期功能。同時(shí)，計(jì)算機(jī)語言還可以幫助溫度控制系統(tǒng)對(duì)主要功能進(jìn)行分模塊的管理。在生產(chǎn)溫度控制系統(tǒng)的時(shí)候，主程序通常會(huì)優(yōu)先操作單片機(jī)收集到的數(shù)據(jù)，然后以這些數(shù)據(jù)作為判斷的依據(jù)，進(jìn)而幫助我們選擇需要的子程序。同時(shí)，這些被轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)會(huì)被傳送到單片機(jī)。隨后，單片機(jī)就會(huì)以十秒一次的速度操控溫度信息，然后對(duì)這些信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。得到對(duì)比分析的結(jié)果以后，溫度控制系統(tǒng)就會(huì)自己做出調(diào)節(jié)。這樣一來，溫度控制系統(tǒng)的最主要的功能就可以達(dá)成了。我們可以從此溫度控制系統(tǒng)的構(gòu)成部分看出，此設(shè)計(jì)最顯著的特點(diǎn)是其具有良好的開放性，這樣，在軟硬件的重新配置及功能擴(kuò)展方面更加方便，與此同時(shí)，其應(yīng)用系統(tǒng)也可靈活的進(jìn)行構(gòu)造。

3結(jié)語

通過文中的分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)對(duì)于溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)來說，應(yīng)用價(jià)值巨大。那些傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)解決不了的難題，單片機(jī)技術(shù)都可以通過自身性能所發(fā)揮出來的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行規(guī)避。在工業(yè)工程設(shè)計(jì)過程中引入類似于單片機(jī)技術(shù)這類的高效計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠?yàn)槲覈?guó)的工業(yè)工程發(fā)展提供重要推動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]劉琳霞.單片機(jī)在溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2017(21):107.

[2]霍坤明.基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2015(06):15-17.

作者:吳利剛 張梁 單位:山西大同大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院