設(shè)計(jì)一種基于ATmega16L單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，闡述該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案。采用模塊化設(shè)計(jì)方法，利用增量式PID算法使被控對(duì)象的溫度值趨于給定值。

　　主控制器

　　系統(tǒng)主控制器采用ATmega16L，該單片機(jī)是一款高性能、低功耗的8位AVR 微處理器，具有先進(jìn)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(shè)接口，同時(shí)具有8路10 位A／D轉(zhuǎn)換器，對(duì)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，外部無需單獨(dú)的A／D轉(zhuǎn)換器，從而可節(jié)省成本。另外，該單片機(jī)提供JTAG調(diào)試接口，可采用自制的簡(jiǎn)易JTAG仿真器進(jìn)行程序調(diào)試。

　　溫度采集電路

　　圖為溫度采集電路。該電路主要由溫度傳感器AD590和差分運(yùn)算放大器AD524組成，其中溫度傳感器AD590是一種新型的兩端式恒流器件。激勵(lì)電壓范圍是4～30 V，測(cè)溫范圍為-55～+150℃。當(dāng)AD590的電流流過一個(gè)5 kΩ的電阻時(shí)，溫度升高1 K，該電阻上的電壓增加5 mV，即轉(zhuǎn)換成5 mV／K。因此，溫度在0～100℃間變化時(shí)，電阻電壓在1．365～1．865 V間變化。運(yùn)算放大器AD524用于把絕對(duì)溫度轉(zhuǎn)換成攝氏溫度。

　　溫度控制電路

　　該電路主要由光電耦合器和可控硅組成，如圖所示。單片機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)（PWM）經(jīng)驅(qū)動(dòng)器后控制光電耦合器的工作狀態(tài)。當(dāng)光電耦合器工作后，使雙向可控硅的觸發(fā)極處于高電平，可控硅處于導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而控制加熱棒的工作。