基于ATmega16L單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：設(shè)計(jì)一種基于ATmega16L單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，闡述該系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方案。采用模塊化設(shè)計(jì)方法，利用增量式PID算法使被控對(duì)象的溫度值趨于給定值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的檢測(cè)和控制功能。
關(guān)鍵詞：ATmega16L；單片機(jī)；溫度控制；增量式PID

1 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，檢測(cè)行業(yè)發(fā)展快速，除了檢測(cè)項(xiàng)目和內(nèi)容不斷擴(kuò)大，更重要的是檢測(cè)愈來(lái)愈科學(xué)化、職能化，主要表現(xiàn)在檢測(cè)過(guò)程及檢測(cè)結(jié)果由計(jì)算機(jī)監(jiān)控和顯示。多點(diǎn)溫度的采集控制近年來(lái)在檢測(cè)行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，其中以微機(jī)為核心的監(jiān)控技術(shù)價(jià)格低廉，使用方便，應(yīng)用也最普遍。
本文主要介紹基于ATmega16L單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體包括爐溫的采集和控制、LCD顯示以及PC機(jī)繪制溫度變化的曲線圖等。硬件和軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的思想，系統(tǒng)集成度較高。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
圖1為系統(tǒng)硬件的總體結(jié)構(gòu)圖。系統(tǒng)由主控制器、溫度傳感器、運(yùn)算放大電路、液晶顯示電路、鍵盤電路、串口通信電路等構(gòu)成。由結(jié)構(gòu)圖1可看出，系統(tǒng)模塊較多，所以應(yīng)合理分配I／O 口資源，各模塊以ATmega16L單片機(jī)為核心相連接。

2．1 主控制器
系統(tǒng)主控制器采用ATmega16L，該單片機(jī)是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器，具有先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有大容量的ROM、RAM、Flash和EEPROM，集成4通道PWM，SPI串行外設(shè)接口，同時(shí)具有8路10位A／D轉(zhuǎn)換器，對(duì)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，外部無(wú)需單獨(dú)的A／D轉(zhuǎn)換器，從而可節(jié)省成本。另外，該單片機(jī)提供JTAG調(diào)試接口，可采用自制的簡(jiǎn)易JTAG仿真器進(jìn)行程序調(diào)試。