1、单片机温度控制系统设计摘要：本文介绍了一种基于MSP430 单片机的温度测控装置 。
该装置可实现对温度的测量 ， 并能根据设定值对环境温度进行调节 ， 实现控温的目的 。
控制算法基于数字PID算法 。
引言温度是工业控制中主要的被控参数之一 ， 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中 ， 具有举足重轻的作用 。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展 ， 微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用1 。
单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点 ， 应用在温度测量与控制方面 ， 控制简单方便 ， 测量范围广 ， 精度较高 。
本文设计了一种基于MSP430单片机的温度测量和控制装置 ， 能对环境温度进行测量 ， 并能根据温度给定值给出调节量 。

2、 ， 控制执行机构 ， 实现调节环境温度的目的 。
1 整体方案设计单片机温度控制系统是以MSP430单片机为控制核心 。
整个系统硬件部分包括温度检测系统、信号放大系统、A/D转换、单片机、I/O设备、控制执行系统等 。
单片机温度控制系统控制框图如下所示：温度传感器将温度信息变换为模拟电压信号后 ， 将电压信号放大到单片机可以处理的范围内 ， 经过低通滤波 ， 滤掉干扰信号送入单片机 。
在单片机中对信号进行采样 ， 为进一步提高测量精度 ， 采样后对信号再进行数字滤波 。
单片机将检测到的温度信息与设定值进行比较 ， 如果不相符 ， 数字调节程序根据给定值与测得值的差值按PID控制算法设计控制量 ， 触发程序根据控制量控制执行单元 。
如果检测值高于 。

3、设定值 ， 则启动制冷系统 ， 降低环境温度；如果检测值低于设定值 ， 则启动加热系统 ， 提高环境温度 ， 达到控制温度的目的 。
2 温度信号检测本系统中对检测精度要求不是很高 ， 室温下即可 ， 所以选用高精度热敏电阻作为温度传感器 。
热敏电阻具有灵敏度较高、稳定性强、互换精度高的特点 。
可使放大器电路极为简单, 又免去了互换补偿的麻烦 。
热敏电阻具有负的电阻温度特性,当温度升高时,电阻值减小,它的阻值温度特性曲线是一条指数曲线,非线性度较大 。
而对于本设计 ， 因为温度要求不高 ， 是在室温环境下 ， 热敏电阻的阻值与环境温度基本呈线性关系2 ， 这样可以通过电阻分压简单地将温度值转化为电压值 。
给热敏电阻通以恒定的电流 ， 可得到电阻两端的电压 。

4、 ， 根据与热敏电阻特性有关的温度参数T0 以及特性系数k ， 可得下式TT0-kV(t) (1)式中T为被测温度 。
根据上式 ， 可以把电阻值随温度的变化关系转化为电压值随温度变化的关系,由于热敏电阻的电信号一般都是毫伏级 ， 必须经过放大 ， 将热敏电阻测量到的电信号转化为03.6之间 ， 才能在单片机中使用 。
下图为放大电路原理图 。
稳压管的稳压值为1.5V 。
由于传感器输出微弱的模拟信号 ， 当信号中存在环境干扰时 ， 干扰信号也被同时放大 ， 影响检测的精度 ， 需用滤波电路对先对模拟信号进行处理 ， 以提高信号的抗干扰能力 。
本系统采用巴特沃斯二阶有源低通滤波电路 。
选取该巴特沃斯二阶有源低通滤波电路的截止频率fH=10 kHz。
3。

5、控制系统设计3.0 软件设计单片机温度控制器控制温度范围100到400 ， 采用通断控制 ， 通过改变给定控制周期内加热和制冷设备的导通和关断时间 ， 来提高和降低温度 ， 以达到调节温度的目的 。
软件设计中选取控制周期TC 为200(T1C)， 导通时间取Pn T1C， 其中Pn 为输出的控制量 ， Pn值介于0200之间 ，T1 为定时器定时的时间 ， C为常数 。
由上两式可看出 ， 通过改变T1 定时时间或常数C ， 就可改变控制周期TC 的大小 。
温度控制器控制的最高温度为400 ， 当给定温度超过400时以400计算 。
图3为采样中断流程图 。
数模转换部分使用单片机自带的12位A/D转换器 ， 能同时实现数模转换和控制 ， 免去使用专用 。

6、的转换芯片 ， 使系统处理速度更快 ， 精度更高 ， 使电路简化 。
采样周期为500 s， 当采集完16个点的数据以后 ， 设置标志“nADCFlag =1” ， 通知主程序采集完16个点的数据 ， 主程序从全局缓冲区里读出数据 。
为进一步减小随机信号对系统精度的影响 ， A/D转换后 ， 用平均值法对采样值进行数字滤波 。
每16个采样点取一次平均值 。
然后将计算到的平均值作为测量数据进行显示 。

稿源：(未知)

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标题：单片机|单片机温度控制系统设计