导语：本文介绍了一种基于LM35温度传感器的温控系统设计，重点阐述了该系统的结构、工作原理以及采样值量化。同时，该文也对LM35传感器的特性、系统硬件电路设计和软件设计进行了详细介绍。

摘要：该文章首先简要介绍了温控系统的重要性，并强调了基于LM35温度传感器开发的温控系统具有小体积、高精度、低成本等优点。随后，本文详细描述了该系统结构和工作原理，以及如何通过单片机控制加热电路来实现环境温度控制。此外，本文还提供了一些关键技术细节，如信号调理电路、A/D采样电路和软件编程。

关键词：温度传感器，工作原理，硬件设计，软件设计

引言

在各类民用控制、工业控制以及航空航天技术方面，温度测量和温度控制得到了广泛使用。在很多工作场合，元器件工作温度指标达不到工业级或普军级temperature要求，可以通过设计加温电路的办法得以解决。本文旨在介绍一种基于LM35AH（集成式线性输出摄氏度范围-55℃~+150℃）高准确度线性输出型数字摄氏度模块与微处理机结合的一种智能化无人机飞行中可靠运行的小型化全自动环境适应性的智能温控子系统。

LM35AH temperature sensor

LM35AH是NS公司生产的一款集成式线性输出摄氏度范围-55℃~+150℃高准确度线性输出型数字摄氏度模块，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏temperature直接相关，因此，从使用角度来说，与用开尔文标准相比更有优势。因而，不需要外部校准或微调，可以提供±1/4℃室内常用的精度。它适用于测量−55到+150°C之间任何地点或物体上的任意地方时刻实际绝对temperature值，以便为其他设备及过程自动调整其性能以保持最佳状态。

系统结构及work principle

本次研发项目采用的是一个典型闭环自适应control system，由以下几个部分构成：

传感器端: 使用一颗LM35AH作为主体，其可以实时监测周围环境中的temperature。

信号调理端: 对从LM35AH接收到的原始信号进行放大并限幅，使其能够输入到A/D转换芯片上。

A/D采样端: 采用12位AD转换芯片将带有噪声信号变为数码形式，然后送入微处理机中进行进一步处理。

微处理机端: 是整个system的心脏，它负责分析数码信息并根据预设条件判断是否启动加热功能。

输出端: 包括继電機及relays组成的一个开关组，这个组由微处理机会根据结果来打开或关闭，加热元素如resistor or heating element。如果添加或者减少某些元件，我们可以使这个system变得更加复杂或者简单。

图1 温控system 原理框图

核心硬件circuit design 及 sampling value quantification

为了保证signal-to-noise ratio (SNR)，我们选择使用差分amplifier来放大信号，并且设置一个滤波程序去除noise signal。在hardwired circuit中，我们会采用一些保护措施，比如overcurrent protection, overvoltage protection, undervoltage protection, and short-circuit protection等，以防止误操作导致设备损坏。对于quantization error，我们会尽可能地提高ADC resolution以降低这种错误率，同时利用anti-aliasing filter去除可能出现的问题。

System software design

software采用PLM/51语言与ASM混合编程，主要由主模块、AD采样模块、初始化模块、定时器模块出错处理module等部分构成，对于每个部分都有详细说明。当ADC完成一次转换后，将触发一个interrupt给CPU，让CPU读取新数据然后再做下一步操作。如果new data比旧data大的话，就更新P1口使其变为low level；如果新的数据小于旧数据，则P1口保持high level不变。这是一个简单但有效的手段来维持所需环境temperture.

结束语

总结来说，这篇文章成功地展示了一种基于lm135ah temperature sensor 的smart thermostat system 的design 和functionality。由于其小巧紧凑且拥有良好的稳定性能，这种装置已经被用于无人侦察飞行车辆中，以确保它们能在恶劣天气条件下正常运行。此外，该装置还非常灵活，即仅需轻松修改即可扩展至执行多项任务，如同时监视多个区域，或包含额外功能，如风速计或湿润计等。此类创新解决方案极大提升了飞行安全，并显示出了巨大的潜力未来的应用领域内不断发展所必需的一系列先进技术手段。