AT89C2051单片机温度控制器设计+电路图+流程图(2)
系统的功能往往决定了系统采用的结构，本系统要实现的是温度数据的测量、控制、显示等功能，因此，系统的总体结构可以设计为温度采集模块、系统控制模块、显示模块等几大部分。下面对几大模块设计方案进行分析。
1.1 温度采集模块的选择
目前，常见的温度数据采集部分器件主要有两种，分别是模拟式传感器；数字式传感器。它们的具体特点如下：
（1）传统的模拟式传感器：传统的模拟式传感器具有测量转换速度快，温度测量范围宽的优点。但是模拟传感器的模拟信号需要先经过取样、放大和模数转换电路处理，再将转换得到的表示温湿度值的数字信号交由微处理器或DSP处理。被测信号从敏感元件接收的非电物理量开始，到转换为微处理器可处理的数字信号之间，设计中须要考虑的环节较多，相应测试装置中元器件数量难以下降，随之影响产品的可靠性及小型化。模数转换系统的精度也不可能很高，存在一定非线性，兼容性较差。如果采用具有直接数字量输出的传感器能够避免上述问题。
（2）数字式传感器：数字式传感器能把被测模拟量直接换成数字量输出，可以直接与数字设备（计算机，计数器，数字显示系统等）相联，用微控制器、DSP或计算机进行信号的处理、滤波、压缩。它的信号原则上不受放大器和信号处理系统的温度漂移的影响，具有极高的抗干扰能力。数字式传感器具有较高的测量精度和分辨率，稳定性好，信号易于处理、传送和自动控制，便于动态及多路测量，读数直观，安装方便，文护简单，工作可靠性高。虽然存在反应速度较慢，温度测量的范围不宽的缺点，数字式传感器技术的发展仍受到人们越来越多的重视。
考虑系统的经济性和温度传感器的优缺点及发展状况，本设计温度传感器采用数字式。
1.2 系统控制模块的选择
温度是工业生产过程中重要的被控参数之一。随着当今计算机控制技术在这方面的应用，已使温度控制系统达到自动化、智能化，比过去单纯采用电子线路进行PID调节的控制效果要好得多，可控性方面也有了很大的提高。并且温度是一个非线性的对象，具有大惯性的特点，在低温段惯性较大，在高温段惯性较小。目前，常用的温度控制模块有一位式模拟控制模块、二位式模拟控制模块和单片机控制模块。它们具体方案结构图及特点如下：
（1）一位式模拟控制模块，该方案结构图如图1所示。
图1 一位式模拟控制结构图
此方案是传统的一位式模拟控制方案，选用模拟电路，用电位器设定值，反馈的温度值和设定值比较后，决定降温或不降温。其特点是电路简单，易于实现，但是系统所得结果的精度不高并且调节动作频繁，系统静态差大、不稳定。系统受环境影响大，不能实现复杂的控制算法，不能用数码管显示，不能用键盘设定。
此方案是二位式模拟控制方案，它的一些基本控制思想和控制方法与方案一相类似，但由于采用上下限比较电路，所以它的控制精度比方案一有很大的提高。但是这种方法还是模拟控制方式，因此也不能实现复杂的控制算法从而使控制精度做得更好，而且不能使用显示器显示，也不能对键盘进行设定。
（3）单片机控制模块，该方案结构图如图3所示。
此方案采用AT89C2051单片机系统来实现。单片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种控制算法和逻辑控制[2]。单片机系统可以用数码管来显示温度的实际值，能用键盘输入设定值。