数据驱动探索LM35温度传感器温控系统设计的易学性
导语：该温控系统体积小、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：本文介绍了一种基于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。
关键词：温度传感器 工作原理 硬件设计 软件设计
引言
在各类民用控制和工业控制中，温度测量和控制是非常重要的。在很多场合，如果元器件不能达到工业级或军用级的工作条件，可以通过加热电路来解决问题。这要求使用的小型、高效率且成本低廉的设备。本文介绍了一种基于LM35温度传感器开发的温控硬件电路及软件设计。
LM35AH 温度传感器
LM35AH 是 NS 公司生产的一款集成电路温度检测芯片，它以输出与摄氏度线性相关的直流电压而闻名。此外，由于其无需额外校准，只需简单连接即可提供±1/4℃精度，这使得它成为许多应用中的首选。
系统结构及工作原理
温控电路由四个主要部分组成：传感器部分（包括 LM35AH ）、信号调理部分（运放 LF412 和变阻二极管 D1, D2）、A/D 转换部分（AD574）和单片机部分（AT89C55）。当环境冷却到0℃以下时，单片机会接通加热电路，以保持需要维持至少0℃环境的情况下不发生误操作。
图 1 温控系統原理框圖
核心硬件电路设计及采样值量化
为了确保线性的输出，我们采用了差分输入方式，并使用18kΩ 电阻来降低噪声信号。在测试过程中，我们发现 LM35 的线性关系对应每5℃变化为大约2V，因此我们能够根据这个比例因子将任何给定的摄氏度转换为相应的直流输出值。
系统软件设计
我们的软件采用 PLM/51 与 ASM 混合编程，并使用模块化架构，使得修改和维护变得更加容易。我们通过比较 AD 输出与预设数字数值来判断是否需要启动加热循环。当 AD 完成后，它会向 CPU 发出一个中断信号，让 CPU 检查当前环境是否已经达到所需水平。如果超出了预设范围，则关闭开关以停止暖风机运行。此外，我们还包含了一些冗余措施，如去除五次采样的最大和最小值，以减少干扰可能引起错误的情况发生。
结束语
总结来说，该基于 LM35 的温控技术经过反复试验，其性能稳定可靠，而且由于其微型化、高灵敏度快速响应能力以及良好的抗干扰性能，使得它在某些特殊项目如无人机飞行控制等领域表现优异，同时成本相对较低，为用户提供了极大的便利性，本技术有着广泛实际应用前景。
