該溫控機系統的硬件結構由溫度測量及A／D轉換電路、信號測試及處理電路、鍵盤掃描及顯示電路、控制輸出電路和電源電路等五部分組成。系統框圖如下圖所示。 (1)信號測試及處理電路：該溫控機的核心控制部分采用AT公司生產的高性價比的8位微控器AT89C2051，用它來完成數據的測量和處理，實現對飲品溫度的測算和控制功能。 (2)溫度測量及A／D轉換電路：下圖為溫度測量及A／D轉換電路。溫度測量電路由溫度傳感器VT與R1、R2組成的分壓電路來完成，溫度傳感器采用負溫度系數熱敏電阻VT。MD轉換電路由壓控振蕩器來實現模擬量的數字轉換，溫度傳感電路為壓控振蕩器提供溫度采樣電平，通過V-F轉換，將代表溫度的電信號轉換為方波信號，由74LS629輸出至CPU 的T0腳。CPU在給定的時間內用計數器T0對方波進行計數，并由此計算出正確的溫度。 (3)鍵盤掃描和顯示電路：下圖為鍵盤掃描和顯示電路。該部分電路是由串行通信口和P3.3、P3.6口擴展3位LED顯示器，3鍵鍵盤構成。擴展是通過8位并行串行移位寄存器74LS164來完成。 (4)控制輸出電路：下圖是調整溫度的輸出控制電路。P1.3經VQ2驅動12V／10A繼電器RL1控制半導體制冷片的工作電壓。P1.4經VQ1驅動12V帶常開常閉雙觸點的繼電器RL2，控制并切換加在半導體制冷片上的工作電壓極性，實現加熱和制冷。 (5)電源電路：該溫控機的加熱制冷部分采用半導體制冷片來實現。為實現快速加熱和制冷，要求電源能提供輸出電流不小于5A的12V直流電壓，電路如下圖所示。12V直流電經VD1隔離后，一路經7805穩壓供CPU使用；一路經R13為冷卻風扇供電，另一路為繼電器供電。 軟件設計：系統用MCS-51匯編語言編程程序主要由下列幾部分組成。 (1)鍵盤掃描顯示程序。鍵盤掃描由T1定時器產生中斷定時掃描鍵盤電路，工作于方式1狀態。顯示部分由串口驅動，工作于方式0(移位寄存器方式)。 (2)控制輸出程序。CPU用定時針數器T0對74LS629輸出的方波進行計數，并計算出正確的溫度，根據這一溫度與設定溫度比較，控制P1.3口、P1.4口輸出，改變半導體制冷片工作極性來實現加熱和制冷。 (3)主程序。主程序框圖如下