基于C8051F020的密闭环境温度恒温控制系统设计

系统软件部分主要完成以下功能：当有按键按下时，触发中断，改变设定温度的值。单片机采集温度，通过控制算法，产生控制命令改变PWM输出，控制各个继电器的动作；利用单片机自带的AD采样，测量开关电源的输出电压和电流的大小并显示。其中单片机控制指令是本系统的关键，密闭环境温度和温度设定值差值不应大于15℃，以确保系统正常运行。若设定温度超出范围，其值由系统自动还原为当前温度；若温差确定，进入PID调节，采用增量式PID。公式如下：

式中：Kp为控制器的比例系数；Ti为控制器的积分时间，也称积分系数；Td为控制器的微分时间，也称微分系数。
系统上电后，测得的密闭环境温度，即为初始温度设定值。例如实际密闭环境温度为30℃，实际环境温度为29℃，通过按键“-”，使温度设定值为15℃，则此时温差为+15℃。送入处理函数，单片机返回控制指令，使继电器断开，并控制开关电源输出5 V电压，使半导体制冷片在额定电压下工作，系统全速制冷。当密闭环境温度改变，单片机将输出不同控制指令。当密闭环境温度和设定值相同时，控制结束，P5口灯闪烁，MCU控制开关电源输出电压0 V。通过对系统进行实际验证，LCD1602显示效果如图3所示。

4 结语
对于C8051F020单片机构建的密闭环境温度恒温控制系统进行功能验证，系统能够成功实现密闭环境温度恒温控制，温度控制精度为±0．2℃。系统人机界面友好，操作简单、价格低廉、可移植性好，可以应用到商业领域。