基于ATmega16L單片機的溫度控制系統(tǒng)設計

摘要：設計一種基于ATmega16L單片機的溫度控制系統(tǒng)，闡述該系統(tǒng)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(jié)果表明該系統(tǒng)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(yè)發(fā)展快速，除了檢測項目和內(nèi)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(xiàn)在檢測過程及檢測結(jié)果由計算機監(jiān)控和顯示。多點溫度的采集控制近年來在檢測行業(yè)應用較為廣泛，其中以微機為核心的監(jiān)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(tǒng)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(tǒng)集成度較高。

2 系統(tǒng)的硬件設計
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(tǒng)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(jié)構(gòu)，內(nèi)部有大容量的ROM、RAM、Flash和EEPROM，集成4通道PWM，SPI串行外設接口，同時具有8路10位A／D轉(zhuǎn)換器，對于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，外部無需單獨的A／D轉(zhuǎn)換器，從而可節(jié)省成本。另外，該單片機提供JTAG調(diào)試接口，可采用自制的簡易JTAG仿真器進行程序調(diào)試。