"基于ATmega8型单片机的加热控制系统"
本文介绍了一种基于ATmega8型单片机的温度丈量度加热控制系统。该系统的工作原理是，通过ATmega8单片机对现场温度进行丈量，然后根据用户设定的目标温度，使用增量式PID算法计算出实时控制量，进而控制加热电路的工作状态。系统的硬件电路主要包括现场温度采集、实时温度显示、加热控制参数设置、加热电路控制输出、与上位机串行通讯和系统核心ATmega8型单片机等。
系统的控制算法采用基于增量式PID算法的脉宽调制（PWM）控制方法，即PWM方波的占空比由增量式PID算法求得。增量式PID算法的输出量为式中，en、en-1、en-2分别为第n次、n-1次和n-2次的偏差值，Kp、Ti、Td分别为比例系数、积分系数和微分系数，T为采样周期。单片机每隔固定时间T将现场温度与用户设定目标温度的差值带进增量式PID算法公式，由公式输出量决定PWM方波的占空比，后续加热电路根据此PWM方波的占空比决定加热功率。
ATmega8型单片机是ATMEL公司推出的基于AVR RISC结构的高档Flash型单片机，具有32个工作寄存器和指令集连接在一起，所有工作寄存器都与ALU（算术逻辑单元）直接相连，实现了1个时钟周期执行1条指令同时访问（读写）二个独立寄存器的操纵。ATmega8型单片机内集成了执行速度为二个时钟周期的硬件乘法器、8KB的Flash程序存储器、512字节的E2PROM、2个具有比较模式的8位定时器、1个具有比较和捕捉模式的16位定时器、3路最大精度为16位的PWM输出、8通道10位A/D转换器，PI/TWI同步串口及USART异步串口。
现场温度采集电路采用Ptl00铂电阻器，利用铂金属自身阻值随温度变化的特性测温。温度传感器经变送器放大及线性化处理，输出4mA～20mA的标准直流信号，对应于现场温度0℃～400℃，通过150Ω高精度金属膜电阻转化为O.6V～3V直流电压信号。此模拟电压信号符合ATmega8自带A/D转换器输进要求，连接至ATmega8的PC0即可进行A/D转换。
数码管显示电路的原理是，实时显示被控对象的实际温度、用户设定的目标炉温等参量。数码管显示电路的设计主要包括单片机、串进并出芯片、数码管等。
本系统工作可靠，稳定性高，能够满足实际应用中的温度控制需求。
