溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，溫度是一個(gè)重要而普遍的熱工參數(shù)。常規(guī)的溫度控制方法是設(shè)定一個(gè)溫度范圍，超出設(shè)定允許范圍即進(jìn)行溫度調(diào)控。這種方法實(shí)現(xiàn)簡單、成本低，但控制效果不理想，控制溫度精度不高、達(dá)到穩(wěn)定點(diǎn)的時(shí)間長，因此，只能用在精度要求不高的場(chǎng)合。而采用PID算法進(jìn)行溫度控制，具有控制精度高、能夠克服容量滯后的特點(diǎn)，適用于控制品質(zhì)要求高的控制系統(tǒng)。

　　單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心部分，廣泛應(yīng)用。利用單片機(jī)控制溫度系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境檢測(cè)具有極高的靈敏度，能夠?qū)崟r(shí)實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，且效率極高。

　　1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

　　該溫度控制系統(tǒng)的前級(jí)采用LM35型模擬集成溫度傳感器來采集溫度信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，再經(jīng)過前級(jí)放大后送入ADS7886采樣輸出數(shù)字信號(hào)，將得到的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)通過對(duì)采樣信號(hào)和用戶輸入信號(hào)的分析自動(dòng)選取合適的PlD系數(shù)并計(jì)算出相應(yīng)的加熱(或制冷)波形的占空比系數(shù)，接著將占空比系數(shù)送入FPGA，由FPGA內(nèi)部構(gòu)建的DDS讀取相應(yīng)的占空比并轉(zhuǎn)化為波形輸出，驅(qū)動(dòng)制冷片工作，從而實(shí)現(xiàn)木箱內(nèi)部溫度的自動(dòng)控制，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用大屏幕點(diǎn)陣式LCD和按鍵進(jìn)行人機(jī)交互，使得系統(tǒng)操作簡單快捷，同時(shí)LCD還可實(shí)時(shí)顯示測(cè)量得到的溫度值，并繪制出坐標(biāo)圖像，統(tǒng)計(jì)信息明確直觀。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2．1 前級(jí)采樣電路

　　LM35是電壓輸出型溫度傳感器，當(dāng)溫度在0 ℃時(shí)輸出電壓為零，當(dāng)電壓每上升1℃輸出電壓便增加10 mV。較小的電壓對(duì)A／D采樣的精度會(huì)造成比較高的影響。所以在LM35輸出端連接一個(gè)同相放大器?？紤]放大時(shí)的精度和對(duì)共模干擾信號(hào)抑制需要，這里選用精密高共模抑制比的運(yùn)算放大器OPA277。由于實(shí)驗(yàn)要求測(cè)量精度為0．1℃，要求在5～35℃范圍內(nèi)至少取樣300個(gè)點(diǎn)，因此，至少選用9位的A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣才能滿足實(shí)驗(yàn)要求，考慮到功能擴(kuò)展的需要，這里選用12位高精度的串口ADS7886來實(shí)現(xiàn)。