基于ATmega16L单片机的温度控制系统设计

摘要：设计一种基于ATmega16L单片机的温度控制系统，阐述该系统的软硬件设计方案。采用模块化设计方法，利用增量式PID算法使被控对象的温度值趋于给定值。实验结果表明该系统具有良好的检测和控制功能。
关键词：ATmega16L；单片机；温度控制；增量式PID

1 引言
随着科学技术的进步，检测行业发展快速，除了检测项目和内容不断扩大，更重要的是检测愈来愈科学化、职能化，主要表现在检测过程及检测结果由计算机监控和显示。多点温度的采集控制近年来在检测行业应用较为广泛，其中以微机为核心的监控技术价格低廉，使用方便，应用也最普遍。
本文主要介绍基于ATmega16L单片机的温度控制系统的设计，具体包括炉温的采集和控制、LCD显示以及PC机绘制温度变化的曲线图等。硬件和软件设计采用模块化的思想，系统集成度较高。

2 系统的硬件设计
图1为系统硬件的总体结构图。系统由主控制器、温度传感器、运算放大电路、液晶显示电路、键盘电路、串口通信电路等构成。由结构图1可看出，系统模块较多，所以应合理分配I／O 口资源，各模块以ATmega16L单片机为核心相连接。

2．1 主控制器
系统主控制器采用ATmega16L，该单片机是一款高性能、低功耗的8位AVR微处理器，具有先进的RISC结构，内部有大容量的ROM、RAM、Flash和EEPROM，集成4通道PWM，SPI串行外设接口，同时具有8路10位A／D转换器，对于数据采集系统而言，外部无需单独的A／D转换器，从而可节省成本。另外，该单片机提供JTAG调试接口，可采用自制的简易JTAG仿真器进行程序调试。