本文设计一种基于 ATmega16L 单片机的温度控制系统，阐述该系统的硬件设计方案。系统采用模块化设计方法，利用增量式 PID 算法使被控对象的温度值趋于给定值。

主控制器：系统主控制器采用 ATmega16L，该单片机是一款高性能、低功耗的 8 位 AVR 微处理器，具有先进的 RISC 结构，内部有大容量的 ROM、RAM、Flash 和 EEPROM，集成 4 通道 PWM 与 SPI 串行外设接口，同时具有 8 路 10 位 A/D 转换器；对于数据采集系统而言，外部无需单独的 A/D 转换器，从而可节省成本。另外，该单片机提供 JTAG 调试接口，可采用自制的简易 JTAG 仿真器进行程序调试。

温度采集电路：该电路主要由温度传感器 AD590 和差分运算放大器 AD524 组成。其中温度传感器 AD590 是一种新型的两端式恒流器件，激励电压范围是 4～30V，测温范围为 -55～+150℃。当 AD590 的电流流过一个 5kΩ 的电阻时，温度升高 1K，该电阻上的电压增加 5mV，即转换成 5mV/K；因此，温度在 0～100℃ 间变化时，电阻电压在 1.365～1.865V 间变化。运算放大器 AD524 用于把绝对温度转换成摄氏温度。

温度控制电路：该电路主要由光电耦合器和可控硅组成，如图所示。单片机发出的控制信号（PWM）经驱动器后控制光电耦合器的工作状态；当光电耦合器工作后，使双向可控硅的触发极处于高电平，可控硅处于导通状态，进而控制加热棒的工作。