基于MSP430单片机的温度测控系统设计

CANGKAO单片机温度控制系统设计 本文介绍了一种基于MSP430单片机的温度测控装置，实现对温度的测量和控制。该装置可根据设定值对环境温度进行调节，实现控温的目的。控制算法基于数字PID算法。 **温度控制系统概述** 温度控制系统是工业控制中主要的被控参数之一，在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中具有举足重轻的作用。随着电子技术和微型计算机的迅速开展，微机测量和控制技术得到了迅速的开展和广泛的应用。单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单方便，测量围广，精度较高。 **单片机温度控制系统硬件设计** 单片机温度控制系统是以MSP430单片机为控制核心。整个系统硬件局部包括温度检测系统、信号放大系统、A/D转换、单片机、I/O设备、控制执行系统等。温度传感器将温度信息变换为模拟电压信号后，将电压信号放大到单片机可以处理的围，经过低通滤波，滤掉干扰信号送入单片机。 **温度信号检测** 本系统中对检测精度要求不是很高，室温下即可，所以选用高精度热敏电阻作为温度传感器。热敏电阻具有灵敏度较高、稳定性强、互换精度高的特点。可使放大器电路极为简单，又免去了互换补偿的麻烦。热敏电阻具有负的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值减小，它的阻值—温度特性曲线是一条指数曲线，非线性度较大。而对于本设计，因为温度要求不高，是在室温环境下，热敏电阻的阻值与环境温度根本呈线性关系，这样可以通过电阻分压简单地将温度值转化为电压值。 **控制算法** 控制算法基于数字PID算法。单片机将检测到的温度信息与设定值进行比拟，如果不相符，数字调节程序根据给定值与测得值的差值按PID控制算法设计控制量，触发程序根据控制量控制执行单元。如果检测值高于设定值，那么启动制冷系统，降低环境温度；如果检测值低于设定值，那么启动加热系统，提高环境温度，到达控制温度的目的。 **系统设计** 单片机温度控制系统控制框图如下所示： 在单片机中对信号进行采样，为进一步提高测量精度，采样后对信号再进行数字滤波。单片机将检测到的温度信息与设定值进行比拟，如果不相符，数字调节程序根据给定值与测得值的差值按PID控制算法设计控制量，触发程序根据控制量控制执行单元。 本文设计了一种基于MSP430单片机的温度测量和控制装置，能对环境温度进行测量和控制，实现控温的目的。该系统具有简单、方便、精度高、成本低等优点，对工业控制领域具有重要的应用价值。