設計一種基于ATmega16L單片機的溫度控制系統，闡述該系統的硬件設計方案。采用模塊化設計方法，利用增量式PID算法使被控對象的溫度值趨于給定值。

　　主控制器

　　系統主控制器采用ATmega16L，該單片機是一款高性能、低功耗的8位AVR 微處理器，具有先進的RISC結構，內部有大容量的ROM、RAM、Flash和EEPROM，集成4通道PWM，SPI串行外設接口，同時具有8路10 位A／D轉換器，對于數據采集系統而言，外部無需單獨的A／D轉換器，從而可節省成本。另外，該單片機提供JTAG調試接口，可采用自制的簡易JTAG仿真器進行程序調試。

　　溫度采集電路

　　圖為溫度采集電路。該電路主要由溫度傳感器AD590和差分運算放大器AD524組成，其中溫度傳感器AD590是一種新型的兩端式恒流器件。激勵電壓范圍是4～30 V，測溫范圍為-55～+150℃。當AD590的電流流過一個5 kΩ的電阻時，溫度升高1 K，該電阻上的電壓增加5 mV，即轉換成5 mV／K。因此，溫度在0～100℃間變化時，電阻電壓在1．365～1．865 V間變化。運算放大器AD524用于把絕對溫度轉換成攝氏溫度。

　　溫度控制電路

　　該電路主要由光電耦合器和可控硅組成，如圖所示。單片機發出的控制信號（PWM）經驅動器后控制光電耦合器的工作狀態。當光電耦合器工作后，使雙向可控硅的觸發極處于高電平，可控硅處于導通狀態，進而控制加熱棒的工作。