基于ATmega16L单片机的温度控制系统电路设计

　　设计一种基于ATmega16L单片机的温度控制系统，阐述该系统的硬件设计方案。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。

　　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。

　　温度采集电路

　　图为温度采集电路。该电路主要由温度传感器AD590和差分运算放大器AD524组成，其中温度传感器AD590是一种新型的两端式恒流器件。激励电压范围是4～30 V，测温范围为-55～+150℃。当AD590的电流流过一个5 kΩ的电阻时，温度升高1 K，该电阻上的电压增加5 mV，即转换成5 mV／K。因此，温度在0～100℃间变化时，电阻电压在1．365～1．865 V间变化。运算放大器AD524用于把绝对温度转换成摄氏温度。

　　温度控制电路

　　该电路主要由光电耦合器和可控硅组成，如图所示。单片机发出的控制信号（PWM）经驱动器后控制光电耦合器的工作状态。当光电耦合器工作后，使双向可控硅的触发极处于高电平，可控硅处于导通状态，进而控制加热棒的工作。