导语：

本文介绍了一种应用LM35温度传感器开发的温控系统，重点阐述了系统结构、工作原理以及采样值量化。同时对LM35传感器特性、系统硬件电路设计、软件设计也作了介绍。该系统体积小、成本低、工作可靠，具有很高工程应用价值。系统稍加改动或扩展，还可以完成温度测量等功能。

摘要：

本文描述了基于LM35AH集成电路温度传感器的温控系统设计，该设计旨在提供一个精确、高效且经济实惠的小型化温控解决方案。通过详细分析LM35AH的特性和性能，以及硬件电路和软件编程方法，本文展示了如何将其用于实际控制环境中的温度监测和调节。

关键词：temperature sensor, LM35, temperature control system, hardware design, software programming

引言

随着现代技术的发展，对于各种设备及其环境条件的精确控制变得越来越重要。在许多情况下，需要实现对设备内部或外部环境进行准确而敏捷地监测并调整，以保证设备正常运行。本文将介绍一种基于常规元件构建的小型、高效且经济实惠的温控解决方案，这种解决方案使用NS公司生产的一款集成电路温度传感器——LM35AH。

LM35AH 介绍

LM35是NS公司生产的一系列集成电路温度传感器产品之一，它以其卓越的工作精度和宽泛线性工作范围而闻名。这款产品输出与摄氏度（℃）线性相关，因此不需要额外校准或微调就能提供±1/4℃室温精度。此外，它适用于-55℃至+150℃之间的大多数应用场景，并支持4V到30V输入电压，同时功耗极低，可以减少能源消耗。

系统结构及工作原理

该温控系统由几个主要组件构成：包括但不限于：

a) 传感器模块: 采用的是核心部件—即LF412运放为基础搭建的一个简单放大回馈网络，将来自周围环境中改变量信号转换为差分输出形式。

b) 信号处理模块: 这部分负责对从传感器接收到的信号进行放大，并限制其变化范围，使得最终送入A/D转换芯片AD574处理时能够正确反映出所需信息。

c) A/D采样模块: 采用12位AD转换芯片AD574完成数字化过程，将输入信号转换为可直接由单片机AT89C55读取并理解的数字码。

d) 单片机控制模块: 利用AT89C55单片机作为主脑，由它根据预设程序执行逻辑判断，并通过相应口脚发送控制指令给继电器AQZ202，从而打开或关闭加热元件以达到维持目标温度要求。

e) 输出与加热模块: 加热元件采用功率电阻来实现，加热板上串联并联连接多个合适阻值之排列形成总阻值14Ω左右供直流28V供给整体加热功率50W。

核心硬件电路设计及采样值量化

为了获取高质量数据，我们首先定义要测试几点，即-10V~10V范围内每0.5°C一刻度，计算得到比例因子Kt=0.111 V/°C，然后确定此时未经任何滤波后的Ui=-3.895 V；接着利用12位AD满量程20v，每个数字量代表4.883 mV，再计算出Ks=22.73 数字/°C，最终得到当0°C时D0=04E2H。当后续遇到其他需比较同样操作获得对应Dn代码表达式如下：

[ D_{n} = \frac{U_{i} - U_{{\min}}}{{{K_s}}}]

其中 ( U_{{\min}} ) 是-10 V，而 ( K_s )=22.73 数字/°C；( U_i )=原始未经过滤信号；( D_n )=经过A/D转换后的16位数表示真实计数;最后利用这种方式求得所有各点上的 ( D_n )，便可建立起完整关系图，在这里我们假设已经取得这些结果，只在这里提及。

5. 软件编程与逻辑决策模型:

在PLM/51语言与ASM混合编程框架下，我们创建了一套简洁易懂且高度灵活性的程序结构，其主要组成了主函数、初始化函数、一次定时触发事件处理函数、一些错误检测手段等部分，其中核心功能涉及到以下步骤:

a) 初始化阶段设置所有必要参数，如端口配置、中断服务例程等;

b) 定时触发模式启动后，当一次计数周期结束会触发中断;

c) 在中断服务例程中检查是否已超过当前设定的时间界限;

d) 如果超出了，则根据之前所记录下的最新有效数据(去除两端异常峰值后), 将其比对参考标准(如04E2H);

e) 根据比较结果决定是否开启或者关闭继電機 AQZ202;

6. 结论 & 应用前景:

通过这篇文章，我们了解到了如何使用广泛使用但价格昂贵的大尺寸气象仪替代更小型巧妙装置，但仍然保持相同程度之精确度。这意味着我们的项目对于那些面临空间受限或者预算有限的人来说是一个既美妙又经济的手段选择。而且由于这个项目仅仅依赖常规零部件，而且因为它们都是被广泛接受，所以未来可能会有更多不同的可能性出现，无论是在商业领域还是教育研究方面皆有助益。此外，因为它只是一个基础框架，如果你想让它更加复杂，你可以增加更多功能，比如增加湿度检测或者自动补水机制，不仅如此，也许还能把这个简单版加入更复杂版本中的某个步骤甚至整个环节，这都完全取决于你的需求和资源。