基于ATmega16L單片機的溫度控制系統設計

摘要：設計一種基于ATmega16L單片機的溫度控制系統，闡述該系統的軟硬件設計方案。采用模塊化設計方法，利用增量式PID算法使被控對象的溫度值趨于給定值。實驗結果表明該系統具有良好的檢測和控制功能。
關鍵詞：ATmega16L；單片機；溫度控制；增量式PID

1 引言
隨著科學技術的進步，檢測行業發展快速，除了檢測項目和內容不斷擴大，更重要的是檢測愈來愈科學化、職能化，主要表現在檢測過程及檢測結果由計算機監控和顯示。多點溫度的采集控制近年來在檢測行業應用較為廣泛，其中以微機為核心的監控技術價格低廉，使用方便，應用也最普遍。
本文主要介紹基于ATmega16L單片機的溫度控制系統的設計，具體包括爐溫的采集和控制、LCD顯示以及PC機繪制溫度變化的曲線圖等。硬件和軟件設計采用模塊化的思想，系統集成度較高。

2 系統的硬件設計
圖1為系統硬件的總體結構圖。系統由主控制器、溫度傳感器、運算放大電路、液晶顯示電路、鍵盤電路、串口通信電路等構成。由結構圖1可看出，系統模塊較多，所以應合理分配I／O 口資源，各模塊以ATmega16L單片機為核心相連接。

2．1 主控制器
系統主控制器采用ATmega16L，該單片機是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器，具有先進的RISC結構，內部有大容量的ROM、RAM、Flash和EEPROM，集成4通道PWM，SPI串行外設接口，同時具有8路10位A／D轉換器，對于數據采集系統而言，外部無需單獨的A／D轉換器，從而可節省成本。另外，該單片機提供JTAG調試接口，可采用自制的簡易JTAG仿真器進行程序調試。