在日常生活中，智能温度控制系统是一种能够自动控制温度的智能化设备，它的应用十分广泛，如在家居生活、环境监测、食品储藏、蔬菜大棚、电子产品、医疗设备.控制与运行等方面。取暖器智能温度控制系统通过传感器感知室内的温度，再通过内置控制器自动控制加热时间，以达到预设的温度。本控制系统采用单片机FT61F023-RB，其工作过程是感知环境、判断状态、自动调节、学习适应、远程控制。
1、电路工作原理及功能优势
1.1 电路工作原理

         FT61F023-RB系统框图如图1所示。

         FT61F023-RB脚位如图2所示。

        单片机温度控制的基本工作原理:先通过温度传感器测量温度信号，然后单片机放大该信号，随后送给A/D电路，将其转化形成数字信号，最终传输给CPU对温度进行自动调节控制。CPU的输出信号通过D/A电路，将其转换成不同幅度的模拟信号，进而在0805型LED数码管上显示出来。同时驱动蜂鸣器发出声音，或进行故障报警。具体处理过程分为如下五步:
       (1)感知环境:智能温控器内可以设置多个传感器，用来感知室内的温度信号，并将这些信号传输到处理器，由单片机内部进行分析与处理。
       (2)判断状态:处理器根据传感器所获得的信号，通过预设的运算处理来进行识别判断当前的环境温度状态，发出相应的指令控制负载的工作情况。
        (3)自动调节:智能温控器根据温度控制电路预设的温度范围，自动对室内温度进行调节，使室内环境温度保持在-定的范围内，使温度处于最佳的状态。
         (4)学习适应:智能温控器不断记录学习室内环境变化数据和用户平时的使用习惯，以适应不同用户和不同环境的需求，实现人性化控制效果。(5)远程控制:智能温控器基于物联网技术，用户可以通过手机APP、遥控器等远程控制设备，灵活地控制温度、开/关等设置，实现智能化管理控制。
1.2 FT61F023-RB智能化控制功能优势
         智能温度控制系统相对于传统的温度控制系统，可使家用取暖器更安全、更舒适更节能，其电路具有漏电保护、超温保护、传感器短路保护、传感器开路保护及恒温控制、远程遥控、故障代码自动检测等功能。
2、FT61F023-RB温度控制系统的设计
         2.1硬件系统设计
         2.1.1整体温度控制系统的设计

        此取暖器整个温度控制系统是以FT61F023-RB为MCU控制中心，对整个温度控制系统数据信号进行分析与处理，以达到对取暖器温度的控制。本系统采用BUCK开关电源，为温度控制系统电路提供稳定的5V工作电源。以热敏电阻Rt为核心的温度读取电路(温度采集电路)对环境温度进行实时采集，采集到的温度信号据以模拟量的形式传送至MCU控制中心，经单片机内部运算、分析与处理，然后由I/O口输出，让数码管上显示实时温度。同时，通过驱动电路控制加热器的通断，实现自动恒温控制的目的。单片机外接ADC型按键电路，可通过按键的调节对温度预设某个设定值。红外接收电路采用LFO038L型红外接收头，接收发射端发射的载波信号，经接收头内部处理转换后送给单片机。若采集的温度数据超出温控给定的范围，单片机将发出控制信号，驱动LED电源指示灯闪烁，并驱动蜂鸣器发出声音，进行报警。此温度控制系统结构框图如图3所示。

        2.1.2供电及电源指示电路设计与工作原理

         电源电路由BUCK芯片FT8430 (U1)及RF1、D1~D3、L1、EC1~EC3等元件组成。AC220V电压通过保险电阻RF1加到由D1.EC1组成的检测电路，至半波整流(二极管D1)和滤波电路上，在滤波电容EC1两端得到300V左右的高压，然后加到芯片FT8430的1脚(集成高压输入和启动输入两个功能。由D2和C3整流滤波所得的电压为BUCK芯片2脚(集成供电和电压反馈检测两个功能)提供启动后的供电。当FT8430的3脚(集成芯片地及能量输出功能)输出高电平时，电感L1充磁，流经电感的电流线性增加，同时给电容C2充电，并给负载提供能量。当FT8430的3脚输出为低电平时，储能电感L1通过续流二极管D2放电，L1中的电流线性减少， 负载电流靠输出滤波电容EC2放电以及减小的电感电流维持。FT8430芯片通过对输出方波占空比的调整来实现5V的稳压输出。5V电源经过限流电阻R1限流降压，通过LED1到地，形成一个回路，驱动LED1发光，进行电源指示，同时为单片机提供工作电源。电路原理图如图4所示。

         2.1.3温度采集电路设计与工作原理
        温度采集电路由采用.上偏电阻R5和下偏负温度系数的热敏电阻Rt组成的分压电路，以及滤波电容c2和限流电阻R4组成。此电路利用电阻串联分压原理，当温度为25C时，Rt的阻值为10k2，此时上偏置电阻和下偏置电阻一样大，中点输出电压Uo为2.5V ，此电压经过限流电阻R4加到FT8430的12脚，经单片机内部ADC转换后在LED数码管上显示。随着温度的变化，Rt的阻值也随之变化，显示屏上实时显示不同的温度。
        2.1.4遥控发射和接收电路设计与工作原理
        遥控接收电路由红外遥控接收头LF0038L(U2)及其限流电阻R6和输入滤波电容C4、输出滤波电容C3组成。遥控器发射出来的高频载波经红外遥控接收头LFO038L把光信号转换成电信号，然后送入单片机内部进行处理，转换成所需要的遥控代码，完成遥控功能。
          2.1.5温度显示电路设计与工作原理
         温度显示电路采由14颗贴片LED和排电阻RP2、RP3组成，模拟出两位七段译码器，显示不同的温度值。七段译码器采用共阳极数码管，数码管公共端接电源，比如显示“25C"时，单片机4、7脚输出为高电平，其他引脚为低电平，即第-位七段译码器的c、f两只数码管不亮;单片机3、6脚输出为高电平，其他引脚为低电平，即第二位七段译码器的b.e两只数码管不亮。
          2.1.6 MCU主控及报警电路设计与工作原理
         MCU主控及报警电路由U1(FT8430)及其滤波电容C1和压电式蜂鸣器BUZI (ZL1206 )组成。BUZI由压电振荡片和震动膜组成，它是基于压电效应工作的。压电效应是指在某些晶体材料中，在外界机械力的作用下，两端产生的电荷分布不均匀，从而在两端产生电势差。当外加电源施加电压时，压电振荡片会发生振动，压电效应导致振荡片上出现电荷分布的不均匀，从而在震动膜两侧产生电势差，产生声音信号。
         2.1.7自动温度控制电路设计与工作原理

         自动温度控制电路是采用以FT61F023-RB单片机为核心，由温度采集电路、负载驱动电路等组成，其电路温度自动控制过程是:当设置好温度后，CPU通过ADC读取热敏电阻的电压，经过换算得到温度值，当读到的温度低于设置的温度时，单片机驱动可控硅，使可控硅导通，接通发热板的AC220V供电，发热板得电后发热，温度开始上升;当温度达到设定温度时，CPU发出一个关闭指令，迫使可控硅关断，停止加热。当温度下降到最低温度时，单片机又发出开启指令，迫使可控硅导通，加热器又开始通电加热，温度升高，这样周而复始，从而达到恒温控制的目的。电路原理图如图5所示。

         2.1.8负载驱动电路设计与工作原理
         负载驱动电路采用可控硅驱动，其电路由R3、C5、Q1、R1、R2、QL1组成。其电路工作原理如下:当u1(FT8430)的13脚为低电平时，加至三极管Q1基极，Q1导通，驱动放大后，可控硅QL1的控制极为高电平，QL1触发导通，加热器开始加热升温。当U1(FT8430)的13脚输出高电平时，Q1截止，双向可控硅QL1控制极为低电平0V，QL1在电压经过零点时截止，加热器停止加热。
       2.1.9按键电路设计与工作原理按键电路
        由按钮K1~K4和排电阻RP1组成。排阻RP1连接分压电路，利用电阻串联分压原理，其分压公式Uo=[R下/(R上+R)]xU。按下K1后，K电压值为3.3V (R上为1k，R下为2k);按下K2后，K电压值为2V (R上为3k，R下为2k);按下K3后，K电压值为1.67V(R上为4k，R下为2k); 按下K4后，K电压值为2.5V(R上为2k2，R下为2k2)。不同电压值经过单片机内部处理，最后在显示屏上显示不同的温度值，从而实现温度的手动调节。
         2.1.10故障自检设计与工作原理
        故障自检电路以单片机为核心，由温度读取电路和LED显示电路组成，其工作原理如下:当MCU检测到传感器热敏电阻Rt或其他执行元器件异常时，其故障自动诊断系统将故障以代码的形式存储并显示，技术员在检修电子产品时，根.据故障代码，可直接找出故障原因，判断出故障部位和元器件，迅速排除故障提高工作效率。比如当检测电压接近5V时，系统判断热敏电阻Rt开路，屏上显示故障代码“OP";当检测电压为0时，系统判断热敏电阻Rt短路，屏显故障代码“SH"。
2.2 FT61F023-RB软件系统的设计
      2.2.1设计理念
        在取暖器控制过程中，随着人工智能化技术的飞速发展，为了满足用户对智能化控制的日益需求，促使取暖器实现智能化控制，其温度控制系统的控制方式采用C语言编程的理念进行设计。

       2.2.2温度控制流程

       温度控制系统流程图如图6所示，具体的温度控制系统工作流程如下:1 )取暖器每次通电后进入待机(停电保护)状态避免因停电后忘记断电从而引发的安全风险。2)在待机状态下，单片机不断检测开机按键及红外开机信号。3)开机后，单片机首先检测传感器的阻值是否正常，如严重偏离，则温控器发出报警提示，并在显示屏上显示相应代码。4)开机后，单片机检测按键信息，当接收到按键信息后，单片机发出相应指令，并在显示屏上显示相应的数字和功能。5)开机后，单片机实时检测遥控红外接收信号，以便使用者通过遥控器对温度和时间进行相应操作。6 )MCU控制中心用ADC读取NTC温度传感器的电压，经单片机内部处理换算后，发送数字信号给数码显示电路，显示相应的温度。7)最后，单片机通过I/O口驱动可控硅，控制加热器的得失电(控制加热器的工作)。当ADC读取的温度大于或等于设置温度时，可控硅关断，加热器停止加热;当ADC读取的温度小于设置温度时，可控硅导通，加热器得电加热。
3、结束语
        在取暖器温度控制系统设计时，使用了单片机FT61FO23-RB完成对取暖器温度的智能化控制， 系统采用C语言程序实现智能化温度控制，通过多个单元电路模块设定目标温度，通过调节温度、采集温度、显示温度、控制加热自动地把取暖器的温度控制在一定的范围。本系统提高了取暖器的工作稳定性和温度控制系统的工作效率，具有健康安全、远程控制、节能环保等优点，符合当前电子技术发展的趋势，具有一定的实用价值。