温度控制系统广泛应用于社会生活各个领域，在某些特殊的测量场所中，一些小型精密设备需要一个恒温的工作环境，但目前常用的小型化温控设备普遍精度不高且延迟大，无法满足其需求，同时高精度的温控设备尺寸大，不具备便携性，且造价过高，也不适合。针对上述情况，本文设计发明了一款小尺寸且具备高精度和低延迟的温度控制设备，其控制系统与传统的轮询式单闭环控制系统相比，具备更好的精确性和稳定性，实验结果表明：本设计发明的温度控制系统可以快速进入稳定阶段，并且在稳定后，标准差小于0.07，极差在不大于0.375，可以基本满足小型化高精度低延迟的特殊需求，有望在实际的工程或科研领域得到广泛应用。