浅谈单片机温度测量和控制系统的设计与实现

江柯达 郑智扬

空军工程大学防空反导学院

一、单片机温度测量和控制系统的功能需求设计

（一）键盘功能的设计

键盘功能的设计是单片机温度测量和控制系统的主要信息输入方式，也是实现单片机温度测量和控制系统与操作人员进行对话的基本途径。在实际的单片机温度测量和控制系统的功能需求设计中，如何对键盘功能进行有效的控制并且保证键盘功能的设计可以最大程度的满足系统设计需求，是当前设计人员需要面对的首要问题。通过对大量文献和相关设计案例的深入分析，笔者将单片机温度测量和控制系统中的键盘功能设计方法总结为以下两点：第一，根据系统对键盘功能设计的实际需求，可以按照编码方式将键盘功能设计分为编码键盘与非编码键盘两种。在实际的设计过程中，主要采取电阻分压方法和矩阵扫描方法来进一步实现对不同类型键盘的功能设计；第二，为了对键盘上不同按键进行区分，可以在键盘识别处理功能设计过程中采取查询方式、定时扫描或者中断方式来进行序列文件的查找。

（二）数据采集电路功能的设计

单片机温度测量和控制系统中的数据采集电路功能的设计主要是对一个或者多个信号对象进行数据信息获取的过程。比如：利用单片机温度测量和控制系统中的数据采集电路相关功能，对可能存在严重火灾隐患的地点进行相关监测数据的采集、测量、分析以及控制，同时对数据信息进行实时的处理、显示与传输等工作。本文提到的单片机温度测量和控制系统设计中涉及到的数据采集电路功能的设计工作需要借助数字温度传感器装置来实现，这一部分的设计工作也是整天系统设计工作中的重点部分，对于系统温度测量结果的准确性和可靠性有着直接的影响。为了进一步提高系统设计质量，在进行数据采集电路的设计时应该尽量选择理想的数字温度传感器，以此来保证单片机温度测量和控制系统实时监测性能的精准性。

（三）通信电路功能的设计

在进行单片机温度测量和控制系统的通信电路功能设计过程中，主要依靠单片机与PC机两者之间的RS-232串行通信技术。作为数据终端设备与数据通信设备两者之间的重要接口标准，RS-232C最早是由美国电子工业协会EIA按照远程通信标准提出的，其实际标准的主要目的是为了能够让不同厂家生产的设备进行彼此兼容。之所以在单片机温度测量和控制系统中的通信电路功能设计中选择RS-232C接口标准，是因为在设计过程中如果具有RS-232C接口标准，可以在不用额外增设任何形式的转换电路的基础上，实现设备之间的互相连接 [1]。

（四）LCD显示功能的设计

LCD显示电路功能的设计主要采用的是被动式LCD显示器，与其他种类的显示器相比，LCD显示器具有功耗低、体积小、质量轻、辐射低以及抗干扰能力强等一系列优势特征，LCD显示器也凭借这些优势而被广泛的应用到各类系统的显示功能设计中，并且迅速发展成为液晶显示器中极具代表性的一种。LCD液晶显示器本身不具备发光功能，为了方便单片机温度测量和控制系统的相关操作，可以借助电信号来实现对周围环境光在显示器部位上的反射或者透射控制，从而让光在液晶显示屏上进行显示。

二、单片机温度测量和控制系统的实现

（一）人机交互任务的实现

在现代化的系统设计与程序开发过程中，人机交互任务的实现始终发挥着不可替代的重要作用。在单片机温度测量和控制系统的设计与实现过程中，通过利用人机交互功能可以让系统的设计工艺变得更加简单，使系统的实际操作方式更为便捷，对于提升系统工作运行效率起到积极的促进作用。以单片机温度测量和控制系统中的键盘功能设计实现为例，作为系统内部最常见的信息输入设备，主要采用了非编码键盘编程中的3×4行扫描矩阵式键盘，这类键盘与其他键盘相比，不仅在硬件上具有较高的接口简单的优势，在系统软件设计方面也具有容易实现的特点。

（二）系统的测试

为了保证单片机温度测量和控制系统设计的质量，需要在设计工作完成之后对其进行相应的测试工作，系统的测试可以从以下两个方面进行：（1）系统负载测试。系统负载测试又被称为压力测试和强度测试，主要是通过模拟系统在长时间运行或者超大负荷运行的状态，利用相应的测试软件对系统运行的性能、运行稳定性以及可靠性进行测试；（2）系统容量测试。对于系统开展的容量测试工作，需要首先分析出系统软件的实际应用特征及其某种指标的极限值[2]。比如：对某个网站站点支持并发用户访问量数量的测试或者网络在线会议系统中的参与人数限制数量。通过对系统容量的测试，可以避免在实际应用中由于用户数量过多而出现系统运行功能障碍等问题。

三、总结

综上所述，单片机温度测量和控制系统的设计与实现对于提高系统运行的抗干扰能力和引导温度传感器智能化发展有着重要作用。在实际的单片机温度测量和控制系统设计过程中，主要依托于单片机嵌入式系统的设计与开发技术，结合温度测量工作对该系统提出的实际要求，严格遵循RTOS系统的选取设计原则，对系统进行设计。同时，通过对系统进行的相关性能测试，进一步明确了该系统可靠性高的优势。