《多路温度检测系统》.

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多路温度检测系统的设计与研究

1 绪论温度是一个很重要的物理参数，自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。

在工业生产过程中，温度检测和控制都直接和安全生产、产品质最、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系，因此在国民经济的各个领域中都受到普遍重视。

温度检测类仪表作为温度计量工具，也因此得到广泛应用。

随着科学技术的发展，这类仪表的发展也日新月异。

特别是随着计算机技术的迅猛发展，以单片机为主的嵌入式系统已广泛应用于工业控制领域，形成了智能化的测量控制仪器，从而引起了仪器仪表结构的根本性变革。

1.1 温度检测类仪表的现状传统的机械式温度检测仪表在工矿企业中己经有上百年的历史了。

一般均具有指示温度的功能，由于测温原理的不同，不同的仪表在报警、记录、控制变送、远传等方面的性能差别很大。

例如热电阻温度计，它的测温范围是-200℃～650℃，测量准确，可用于低温或温差测量，能够指示报警、远传、控制变送，但维护工作量大并且不能记录；光学温度计测温范围是300℃～3200℃，携带使用方便，价格便宜，但是它只能目测，也就是说必须熟练才能测准，而且不能报警、远传、控制变送。

近年来由于微电子学的进步以及计算机应用的日益广泛，智能化测量控制仪表己经取得了巨大的进展。

我国的单片机开发应用始于80 年代。

在这20 年中单片机应用向纵深发展，技术日趋成熟。

智能仪表在测量过程自动化，测量结果的数据处理以及功能的多样化方面。

都取得了巨大的进展。

目前在研制高精度、高性能、多功能的测量控制仪表时，几乎没有不考虑采用单片机使之成为智能仪表的。

从技术背景来说，硬件集成电路的不断发展和创新也是一个重要因素。

各种集成电路芯片都在朝超大规模、全CMOS 化的方向发展，从而使用户具有了更大选择范围。

这类仪器能够解决许多传统仪器不能或不易解决的问题，同时还能简化仪表电路，提高仪表的可靠性，降低仪表的成本以及加快新产品的开发速度。

智能化控制仪表的整个工作过程都是在软件程序的控制下自动完成的。

多路温度监测实验报告

一、实验目的1. 掌握多路温度监测系统的基本原理和设计方法。

2. 熟悉温度传感器的应用和特性。

3. 学会使用相关电子元件和仪器进行系统搭建。

4. 提高动手能力和实践操作技能。

二、实验原理多路温度监测系统主要利用温度传感器对多个测温点进行实时监测，并将采集到的温度数据传输到上位机进行处理和分析。

本实验采用DS18B20温度传感器和AT89C51单片机为核心控制器，通过单总线接口实现多路温度数据的采集。

三、实验仪器与设备1. 单片机开发板：AT89C512. DS18B20温度传感器：3个3. LCD1602显示屏：1个4. 按键模块：1个5. 电源模块：1个6. 蜂鸣器：1个7. 连接线：若干四、实验步骤1. 系统搭建：（1）将AT89C51单片机插入开发板，连接电源模块；（2）将3个DS18B20温度传感器通过单总线接口连接到AT89C51单片机的P3.7端口；（3）将LCD1602显示屏、按键模块、蜂鸣器等外围设备连接到相应的端口；（4）连接电源，确保系统正常工作。

2. 程序编写：（1）编写AT89C51单片机程序，实现温度采集、显示、报警等功能；（2）编写LCD1602显示屏显示程序，显示当前温度、温度状态、温度阈值等信息；（3）编写按键模块控制程序，实现温度阈值设置、模式切换等功能；（4）编写蜂鸣器报警程序，当温度超过阈值时，蜂鸣器发出报警声。

3. 系统测试：（1）启动系统，观察LCD1602显示屏是否正常显示温度信息；（2）调整按键模块，设置温度阈值，观察系统是否能够正确判断温度是否超过阈值；（3）将温度传感器放置在不同温度环境下，观察系统是否能够准确采集温度数据。

五、实验结果与分析1. 系统搭建成功，LCD1602显示屏正常显示温度信息；2. 通过按键模块设置温度阈值，系统能够正确判断温度是否超过阈值；3. 将温度传感器放置在0℃、25℃、50℃等不同温度环境下，系统能够准确采集温度数据。

基于STC89C52与DS18820的多路温度检测系统

常工作。
ＤＳ１８Ｂ２０的温度传感器完成对周围温度的检测．可以通过对配寄存器的编程来设定温度寄存器的分辨率（ＤＳ１８Ｂ２０出厂默认是ｌ：位．本文中亦采取１２位分辨率）。６４位光刻ＲＯＭ是传感器在出厂＿三前就已经设定好的．且每一个ＤＳ１８Ｂ２０的序列号都不同．在多路温度监控中可以当做ＤＳ１８Ｂ２０的地址以区分不同的传感器．．ＤＳＩ８Ｂ２０的存储器分为两类：一个非易失行的Ｅ２ＰＲＡＭ和一个高速ＲＡＭ丽；存放着高温触发器ＴＨ和底纹触发器ＴＬＤＳ１８Ｂ２０的配置寄仔器足｝｛】来设定ＤＳ１８Ｂ２０分辨率的．寄存器如表２．１所示。其中ＴＭ是测试嵌式位．Ｒ１ＲＯ是用来设置分辨率的两位∞ ，对应关系如表２．２所示
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１．ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机是ＳＴＣ公司研发的一种具有低功耗．高性能的
ＭＣＳ一５１内核的ＣＭＯＳ８位单片机．具有８Ｋ字节ＦＬＡＳＨ以及５ｌ２字节ＲＡＭ，３２个ＦＯ口，最高工作频率为３５ＭＨｚ，可实现在线编程功能，不再需要启动像ＳＴＣ８９Ｃ５１那样的１２Ｖ的ＶＰＰ编程高压。单片机由３

虚拟式多路温度检测系统

２ห้องสมุดไป่ตู้
糸纸ｌ块圈侯
人机交互模块的硬件设计即键盈显示驱动电路。系统采用Ｉｔｌｎｅ公司通Ｊ人机接［片８７｝＝ｆ＝ＪＪ２９。将８７２９的Ａ、Ｂ口显示数据输出线分别与２个Ｄ７译码跳动器的输入端相连。控制面板上的键数按用户自己的需要进行设定。以设定。 ‘个特定值为例加以说明。当按下 “ 设定”键后，面板卜ｌ４位数码管熄灭。此时状态标明该测一
４基于单片机的水位自动控制系统的抗干扰措施
系统通过硬件和软件两种方面的措施来实现抗干扰。硬件抗干扰电路的设计结台水位自动控制系统运用的现场实际情况，采取如下措施：在主机与测控通道的连接部分接入光电耦合器，从而增强系统的抗干扰能力；利用双绞线来解决单片机控制系统中信号的长线传输问题。软件抗干扰措施采用看门狗，应用单片机中的两个定时器ＴＯ和Ｔ１对主程序的运行进行监控。Ｔ１，用来监控主程序的运行，给Ｔ１设定一定的定时时间，在主程序中对它进行复位，如果不能在一定的时间里对它复位，Ｔ１的定时中断就会使单片机复位。在这里Ｔ１的定时时间大于主程序的运行时间，给主程序留有一定的裕量。而Ｔ１的中断正常与否，再由Ｔ定时中断子程序来监视，以构成了０循环，ＴＯ监视Ｔ１Ｔ１监视主程序，主程序又来监视Ｔ，，Ｏ从而保证系统的稳定运行。
参考文献
【］Ｉ１ＮＴＥ２９ｕｅＬ８７ｓｒ’ ｓｍａｕｌｎａ
［］ＢＢＡＤＳ７１ｓｌｓｍａｕｌ２８８ｕｅ‘ ｎａ ’
。
动借位。如果输入了错误的值，则可以按 “ 复位”键才使水位值回到初始状态。如果输入完毕，则可以按 “ 模式”键，再按 “ 复位” 键确定，则系统自动进入监控｛序。通讯电路的硬件设计选择ＭＡＸＭ公司生产的低功耗、单电源ｔＩ双ＲＳ３２２发送／接器作为控制芯片．采用ＤＢ９连接器。结合ＲＳ一２２３Ｃ数据线和ＭＡＸ２２芯片各个引脚的定义，让单片机的Ｔ３ＸＤ和ＲＸＤ端通过ＭＡＸ２２分别与Ｉ似机的ＴＸＤ和ＲＸＤ端直接连３接，组成最简单的基奉通讯电路。

多路温度检测系统的设计_毕业设计（论文）

多路温度检测系统的设计_毕业设计（论⽂）多路温度检测系统的设计摘要随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在⼯业、农业及⼈们的⽇常⽣活中扮演着⼀个越来越重要的⾓⾊，它对⼈们的⽣活具有很⼤的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有⼗分重要的意义。

本次设计的⽬的在于学习基于51单⽚机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。

本设计采⽤STC89C52单⽚机作为数据处理与控制单元，采⽤温度传感器PT100进⾏温度的采集把温度的物理量转化为电阻值。

然后通过PT100温度变送器把PT100温度传感器的电阻值转化为0-5V的电压值。

然后通过PCF8591AD转化模块把变换后的电压值转化为数字量。

最终传给单⽚机系统。

此设计有两个按键控制两路温度的显⽰切换。

从⽽达到多路监测的⽬的。

⽽且本次设计设有两个LED显⽰等分别表⽰正常温度和⾮正常温度两种形式。

正常温度转化为⾮正常温度的临界值可由键盘设定来达到实际⼯作的要求。

关键词:单⽚机，温度传感器，温度变送器，AD转化模块，I2C总线ABSTRACTWith the rapid development of modern information technology, temperature measurement and control system in industry, agriculture and people's daily life plays an increasingly important role in people's daily life, it has a great impact, so the temperature of the control system design and research are very important. This design aims to study based on 51 single-chip temperature acquisition and control system design of the basic flow. This design adopts STC89C52 chip as the data processing and control unit, with the temperature sensor PT100 gathering the temperature physical quantity into a resistance value. Then through the PT100 temperature transmitter PT100 temperature sensor resistance value into a 0-5V voltage value. Then through PCF8591 AD conversion module to transform the voltage value is converted into digital quantity. Finally to the microcontroller system. This design has two buttons control the two temperature display toggle to achieve the purpose of multi-channel monitoring. And the design of a two LED display respectively expressed in normal temperature and normal temperature two forms. Normal temperature into a normal temperature threshold may by the keyboard set up to achieve the demand of practical work.Key words: single chip, temperature sensor, temperature transmitter, AD conversion module, Inter－Integrated Circuit⽬录1引⾔ (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的⽬的和意义 (1)1.3 本⽂主要研究内容 (2)2硬件电路的设计 (3)2.1 系统设计的框架 (3)2.2 单⽚机的选型 (4)2.2.1STC89C52单⽚机的简介 (4)2.2.2STC89C52单⽚机时序 (4)2.2.3STC89C52单⽚机引脚介绍 (5)2.3 PCF8591AD转化模块 (7)2.4 PT100温度变送器 (9)2.5 PT100温度传感器 (11)2.5.1 设计原理 (11)2.5.2 应⽤范围 (11)2.5.3 分度表 (11)2.5.4 PT100温度传感器三根芯线的接法： (13)2.6 LCD1602显⽰器 (15)2.7 LED指⽰灯电路 (23)2.8 按键电路 (23)2.9 晶振电路 (24)3 系统软件设计 (25)3.1 I2C总线设计 (25)3.1.1 I2C总线特征 (25)3.1.2 I2C总线术语 (25)3.1.3 I2C总线位传输 (25)3.1.4数据的有效性 (26)3.1.5 起始和停⽌条件 (26)3.1.6 I2C总线数据传输 (27)3.2总流程图 (28)结论 (29)参考⽂献 (30)致谢 (31)附录A：系统原理图 (32)附录B：系统相关程序 (33)1引⾔1.1 课题研究的背景⼯业控制是计算机的⼀个重要应⽤领域，计算机控制系统正是为了适应这⼀领域的需要⽽发展起来的⼀门专业技术，它主要研究如何将计算机技术、通过信息技术和⾃动控制理论应⽤于⼯业⽣产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。

基于DS18B20的多路温度检测系统设计

ｉｔｏｕｅｅｉｎｗｈｃａｅｔｔｍｐｒｔｒｓｏｉｅｅｔｐｉｔ，ＷｉｈｄｇｔｌｔｍｐｒｔｒｅｓｒＤＳ８０ｎｒｄｃｓａｄｓｇｉｈｃｎｔｓｅｅａｕｅｆｄｆｒｎｏｎｓｔｉｉｅｅａｕｅｓｎｏ１Ｂ２ａａｈｅｔｍｐｒｔｒｅｓｒｍｅｔｄｖｃｓｓｔｅｅａｕｅｍａｕｅｎｅｉｅ，ｗｉｈＡＴ８Ｃ５］ａｏｔｏｎｔｆｍｕｔ—ｐｉｅｔ９ｓｃｎｒｌｕｉｏｌｉｏｎｔｔｍｐｅａｕｅｃｎｂｓｒｔｒａｅｄｔｃｅｎｏｔｏｙｔｍ，ｎｉｅｈｙｔｍａｄｒｉｃｉａｄｓｆｗａｅｆｗｈｒ．ｎｔｅｓｓｍ，ｄｔｅｅｔｄａｄｃｎｒｌｓｓｅａｄｇｖｓｔｅｓｓｅｈｒｗａｅｃｒｕｔｎｏｔｒｏｃａｔＩｈｙｔｌｅａａ
术和通信网络的发展［．Ｊ电讯技术，１．】２００
陈小芳．于泰克ＲＡ基ｓ的分析评估和优化ＲＩＦＤ
系统［．测试，０（）Ｊ电子】２７６．０
１０１０１０１０１００００１００１０，为１１１０１０１０１０００１１１０００
价格便宜，具有很高的性价比，可以定时循环检测和通过ＬＤ６２Ｃ１０显示多路的温度，因此选择
ＬＣＤ１０６２。
２３串口通讯电路设计．
Ａ８Ｃ１Ｔ９５有一个全双工的串行通讯口，所以

基于51的温度8路温度检测智能多路温度检测系统（可编辑）

智能多路温度检测系统中国科学院感光化学研究所陶培德摘要本文详细地介绍了八路温度巡回检测/定点检测系统的硬件配置、误差分析和软件设计方法。

该系统特点有三:①采用铂热电阻测温,布线为三线制,不加补偿电阻,从电路模型中消除了连接导线电阻引进的测量误差。

②八路测温用用一套温度?电压变换电路,测温点间的切换采用廉价的CD4051八选一模拟开关,其开关的导通电阻及导通电阻路差均布引进测量误差。

③铂热电阻温度/电压变换电路的非线性由硬件电路校正,校正后的非线性误差在0~199.9℃范围内小于0.0045%。

整个系统采用89S51单片机控制键盘操作,实现检测温度的实时显示、打印、越线报警功能。

引言温度的精密测量是工业生产领域中的一个经典课题。

在温度检测系统中,测量变换电路起着至关重要的作用,而温度传感器又是该电路中的一个关键元件。

众所周知,在设计测量变换电路时,我们是从分析传感器性能(电阻型、电流型、电压型等)入手,通过适当的补偿、非线性校正及信号放大环节,最后综合处一个满足期望指标的测量变换电路来。

目前,使用比较广泛的温度传感器有四类:热电阻(如铂热电阻)、热电偶、热敏电阻及集成电路温度传感器(如AD590)。

本文介绍的检测系统,采用铂热电阻(以下简称铂电阻)元件测温。

铂电阻温度传感器具有精度高、性能稳定、互换性好(有分度表)、耐腐蚀及使用方便等一系列有点,移植是工业测控系统中广泛使用的一种比较理想的测温元件。

在温度大于0℃的条件下,铂电阻的电阻值R(t)与被测温度t之间呈如下关系:R(t)R(0)?(1+At+Bt2) (1)式中(对BA2分度号而言)R(0)100Ω(0℃时的电阻值)A3.96847×10-3/℃(一次温度系统数)B?5.847×10-7/℃2(二次温度系统数)由式(1)可见,铂电阻的不足之处是:温度比较率小(α≈0.391Ω/℃),存在Bt2二次飞线性项。

大家知道,铂电阻作为温度传感器使用时,必须把它放在测温现场。

多路温度测试仪操作指引

多路温度测试仪操作指引1.准备工作a.确保多路温度测试仪被完全充电或连接到电源。

b.插入合适的探头类型到相应的测试通道。

c.打开仪器电源，确保仪器处于正常工作状态。

d.检查仪器显示屏是否正常显示。

2.设置参数a.根据需要选择温度单位（摄氏度、华氏度等）。

b.调整显示屏亮度和对比度以获得清晰的显示效果。

c.如果需要，设定报警上下限值以监测温度异常。

d.如有需求，选择采样率和记录时间间隔。

3.开始测试a.确定温度测量范围并选择通道。

b.将探头放置在要测量的温度对象上，并等待数秒，直到温度值稳定。

c.按下相应通道的“测量”按键，记录测量结果。

d.如需连续测量，将探头移动到下一个测试点，并重复上述步骤。

4.数据保存和导出a.将测量结果保存到内部存储器或外部存储设备中。

b.如果需要导出数据，连接多路温度测试仪到计算机，将数据传输到计算机。

c.使用相应的软件或工具来处理和分析数据。

5.报告生成a.如果需要，使用数据处理软件生成测量报告。

b.选择合适的报告模板并填入相关数据。

c.添加必要的图表、图像和说明以增强报告的可读性和理解性。

d. 导出报告为常见的文件格式（如PDF、Word文档等）。

6.仪器校准和维护a.定期校准多路温度测试仪以确保测量准确性。

b.清洁仪器外表面和探头以保持仪器的清洁状态。

c.遵循使用说明书中的指导进行维护和保养工作。

d.如有需要，及时更换电池或维修仪器。

7.安全注意事项a.在使用多路温度测试仪时，遵循所有相关的安全操作规程。

b.避免暴露于高温、高湿度和高压等环境。

c.谨慎操作探头，避免探头受损或浸入液体中。

d.学习并理解急救措施，以应对可能发生的意外情况。

以上是关于多路温度测试仪的详细操作指引，希望能够帮助使用者正确使用仪器，提高工作效率和准确性。

在任何操作中，请仔细阅读和遵循仪器的使用说明书，并根据具体需求进行相应的操作。

多路分布式温度测量系统的设计

ＤｅｉｎｎｆｌｐｅｓｒｕｅｙｅｆＴｍｐｒｔｒｓｉｇ０ｔｌＤｉｉｔＴｐｅｅａｕｅｇＭｕｉｔｂ０
ＭｅｓｒｎｙｔｍａｕｉｇＳｓｅ
叠
ＣＨＥＮｎｕ，ＡＧｎｃｕ￣Ｙａｈｉ Ⅵ ＮＹａｈｎ
讯与主控机进行数据传输，两种通讯方式并用，保证了传输数据的可靠性。可以在模块现场用笔记本
电脑对其进行配置，也可通过主控机对其进行全面
控制，主控机可自动检测网络中的采集模块，每个
件、箱内黑板、曝晒架黑白版的温度及大气环境数据进行测量，并通过网络将数据上传至主控机上，
（．ｈｏｏｐｉｌｎｌｃｏｉｌｎｏｍｔｎＣａｇｈｎＵｉｅｉｆｃｅｃａｄＴｃｎｌｇ，ｈｎｃｕ３０２１ｃｏｌｆＯｔｒｔＳｉｅｎｅｈｏｏｙＣａｇｈｎ１０１；Ｓｃｒａｆｏｓｙｏｎ
ｐｅａｕｒｅｓｒｎｇｍｏｄｒｔｅｍａｕｉｅｌ
本系统是针对某汽车试验研究所大气老化试验系统中温度数据的采集及上传而设计的分布式温度测量系统。如图１所示为该汽车试验研究所曝晒场
平面布置图，本系统完成对整车、内饰件、外饰
采集系统采用模块化设计，通过有线及无线通
ｏｑｉｎｒｒｔｇａｄｆｎｔｎｎｔｅｍａｎｅｇｅ，ｔｅｒｓｌｏｐｒｍｅｔａｃｉｖｅｄｓｇｅｕｓ，ｒｎｕｒｇｏｉｉｃｉｓｏｉｎｉｉｉｐｎｎｎｕｏｈｎｈｅｕｔｆｅｅｉｎｎａｈｅｅｔｅｉｎｒｑｅｔｘＣｈＫｅｒｓｍｕｔｌｉｔｂｔｐｆｔｍｐｒｔｒａｕｉｇｓｓｅ；Ｋ－ａｓｕｅ；ｓｇｅｃｉｃｏｏｕｅ；ｔｍ－ｙｗｏｄ：ｌｐｅｄｓｒｕｅｔｅｏｅｅａｕｅｍｅｓｒｎｙｔｍｉｉｙｒｔｎｄｃｒｉｌｈｐｍｉｒｃｍｐｔｒｅｎ

多路温度巡检仪工作原理

多路温度巡检仪工作原理
多路温度巡检仪主要是针对工业现场中的各种温度测量而设计的，是针对多点测温的需求而设计的。

在使用中可以灵活的使用，多个测温通道可同时测量一个或多个不同位置的温度值。

多路温度巡检仪具有多路热电偶测量功能，可以同时测量5个点的温度，每个热电偶都具有独立的编号和名称，便于对它们进行管理。

在一个巡检仪上可以实现4~20mA电流输出、键盘
输出、数字显示和打印输出。

巡检仪可通过RS232接口与计算
机相连，实现数据远传和控制管理等功能。

1.结构组成
多路温度巡检仪主要由热电偶温度传感器、多通道输入模块、按键与显示模块、继电器控制模块等部分组成。

2.工作原理
热电偶温度传感器在测温过程中，其测温范围一般为-55℃
~+500℃，其测温原理是通过热电阻将被测点与温度平衡后，
将热电偶插入测温管内，然后将被测点温度通过热电偶转换为电压信号并输出。

在接收到温度信号后，通过内部程序处理后，将显示到屏幕上。

—— 1 —1 —。

基于AT89C51的多路温度检测报警系统

徐州２１０）２０８（中国矿业大学生物医学工程系
摘
要：本文介绍了一种基于ＡＴ９５单片机，８Ｃ１利用ＡＤ９５０对多路温度采集，并进行温度的控制与检测。为了节省
端１，２加大以后单片机扩展功能，１本系统将传感器的数据用串行方式输入单片机。系统中通过控制按钮实现了实时设定各路的不同报警温度，并且实现多路与任一单路温度显示切换，而既可以进行多路的检测又可以进行任一单路的从
ｐｒｓｎａｇｓｍｏｏｉｃｉｔｇａｅｉｕｔｔｘａｄｔｅｆｎｔｎｌｔｒｈａａｓｒｅｆｓｎｏｙｔｍｎｅｈｉｅｏｔ，ｅｌｒｅｎｌｈｉｎｅｒｔｄｃｒｉＯｅｐｎｈｕｃｉｅ，ｔｅｄｔｅｉｓｏｅｓｒｓｓｅｅｔｒｔｅｌｔｃｏａｎＳＶＳｓｅｈｏｇｈｏｔｏｕｔｎｔｃｉｖｈｅｌｉｅｓｔｉｇｏｌｔｅｄｆｅｅｔａａｅｅａｕｅｎＣｌ￣ｙｔｍｓｔｒｕｈｔｅｃｎｒｌｔｏｏａｈｅｅｔｅｒａ－ｍｅｔｆａｌｈｉｒｎｌｒｔｍｐｒｔｒ，ａｄｂｔｎｆｍｔｅｒａｉｔｎｏｕｔｃａｎｌｏｉｇｅｓｔｈｔｍｐｒｔｒｉｐａ。ｗｈｃａａｒｕ１ — ｃａｎｌｄｔｃｉｎａｄｈｅｌａｉｆｌｉｈｎｅｒｓｎｌｗｉｅｅａｕｅｄｓｌｙｚｏｍ — ｃｉｈｃｎｃｒｙｏｔｍｕｔｉｈｎｅｅｅｔｎｏ
监控。在温度超过设定温度时可以对报警温度和实际温度交替显示，从而给予更多的信息．按钮结构简单、应用灵活、易扩展，很大程度上提高了自动检测的效率，使本系统更加的智能化、人性化。关键词：温度检测；单片机；串行通信；模数转换

多路温度检测自动控制系统的设计实现

Ｋｅｏｄ：ｈｒｏｏｐｅｓｇｅｃｉ；ｕｏｃｎｏｙｗｒｓｔｅｅｕｌ；ｉｈｐａｔ－ｔｌｍｎｌｏｒ
温度是半导体工业生产制造中常见的和最基本
的工艺参数之一，任何物理变化和化学变化的过程都与温度密切相关，因此，半导体生产过程中常在
（．ｃｏｌｆｌｔｎｆｒａｏｎｏｍｕｉｔｎＥｇｅｒｇＴａｊｎｅｓｙｏｅｈｏｇ，１ＳｈｏｏＥｅｒｉＩｏｍｔｎａｄＣｍｎａｏｎｉｅｉ，ｉｉＵｉｒｔｆｃｎｌｙｃｏｃｎｉｃｉｎｎｎｎｖｉＴｏ
Ｄｅｉｎａｄｅｌａｉｎｏｕｌｉｌｏｅｐｅａｕｅｓｇｎｒａｉｔｏｆａｍｔ－ｏｐｔｍｚｒｔｒｃｃｎａｏ－ｏｒｌｓｓｅｈｅｋａｄｕｔｃｎｔｏｙｔｍ
ＱＮＪａＡｕｆｉＵｉ．ｅ，ＯＴｎ．ｈＬＮｅ，ＳＥｕ．ｕＩｕｎ，ＨＯＦ．ｅ，ＳＮＸａｗｉＨＡｉｇｚｕ，ＡＧＰｉＨＮＨａｙｏ
ｄｖｌｐａｔｍｐｒｔｒａｕｅｎｓｇＫｅｏｏｐｅＴｅｓｓｅｉｃｎｒｌｄｂＴ９５ｉｇｅｃｉＴｅｃｒｕｔｏｅｅｏｅｅａｕｅｍｅｓｒｍｅｔｉｔｒｅｕｌ．ｈｙｔｍｓｏｔｌｙＡ８Ｃｓｎｌｈｐｈｉｉｅｍ－ｕｎｈｍｏｅ１ｃ
维普资讯
第２３卷
第２期
天
津
理
工

飞行器多路温度巡检系统设计

２ＤｅｒｍｅｔｆｖａｉｎＣｎｒｌｔｅＡａｉｎＵｖｒｉｆｉｏｃ，ｈｎｃｕ３０２Ｃｉａ．ａｔｎｉｔｏｔｏ，ｖｔｎｅｔｏｒＦｒｅＣａｇｈｎ１０２，ｈｎ）ｏＡｏｈｉｏｉｓｙＡ
ＡｂｔａｔＦｒｔｅｆｔｌａｅｙｔｒａｅｉｇｆｇｔｐｏｌｍｏｉｈｃｉｅｔｐｒｉｕａｌａｐｎｄｂｈｉｏｎｓｒｃ：ｏｈａａｆｔ—ｈｅｔｎｎｉｈｒｂｅｆｇｔａｃｄｎｓａｔｌｒｈｐｅｅｙｔｅａｒｒｅｓｌｌｆｃｙｂｉｉｇｓｏｅ，ｌ－ｍｐｒｔｒｎｐｃｉｎｔｕｙｔｍ，ｈｃｐｌｓｔｍｐｒｔｒａｕｅｎｎｕｃｉｎｃｎｃｐａｍｕｔｔｉｅｅａｕｅｉｓｅｔｏｒｓｓｅｗｉｈａｐｉｅｅａｕｅｍｅｓｒｍｅｔａｄｆｎｔｏｅｏ
（．１南京航空航天大学自动化学院。江苏南京２０１；１０６２空军航空大学航空控￥－．Ｊ￣ｒ程系。吉林长春１０２）３０２摘要：针对因飞机机身局部结冰引起的飞行事故屡屡发生，严重威胁到飞行安全的问题，研究出一种适
用于机身各部位温度检测和功能事务管理的多路温度巡检系统，该系统利用机身表皮内嵌的温度传感器感知外界实时的温度变化，并通过Ｒ４５通信方式，Ｓ８将温度信息传递给单片机进行数据集中和处理，其结果通过ＤＰ串行口在液晶屏中显示。另外，系统利用ｕ／ＳＩ嵌入式操作系统作为其事务管理系统，Ｓ该ＣＯ— １

多路温度测试仪原理

多路温度测试仪原理
多路温度测试仪的基本原理是由热电偶、热电阻和冷端补偿装置等组成，用来测量某一范围内的温度。

热电偶是一种测温元件，它将被测介质的热效应转变成电信号。

热电偶有很多种类，但常用的是铂、镍、铜等合金制成的热电偶，它们具有良好的导热性和补偿性，在温度测量中得到了广泛应用。

热敏电阻是一种电阻率在一定温度下为常数的热敏元件，它可以根据温度变化产生不同的电阻值（阻值变化）。

冷端补偿装置主要是为了保证热端和冷端之间不存在温度差而设计的。

该装置一般由一个电阻丝（也有用电阻率不同的多个元件组成）和一个电桥组成。

将温度信号转换成与之成一定比例的电压信号，再经过电压放大电路放大后，通过RS-485接口传送给智能仪表，并对智能仪表进行控制。

传感器是一种能感受到被测量并转换成可用输出信号的器件或装置，它能将测量结果用特定的方式表示出来。

它由敏感元件和转换元件组成，敏感元件直接接触被测量对象，转换元件将被测对象所产生的电信号转换成与之成一定比例的信号。

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基于MSP430单片机的多路无线温度检测系统

基于MSP430单片机的多路无线温度检测系统作者：王玲, 王中训,王恒来源：《现代电子技术》2011年第01期摘要：设计了基于MSP430的多点无线温度检测系统。

系统采用低功耗的MSP430F149单片机作为核心控制部件，硬件由无线通信模块、温度采集电路、显示模块和串口通信模块组成，软件采用模块化的设计方法。

测试表明，整个系统都是在超低功耗的要求下进行元件及运行方式的选择，各个基站只需要3 V电池供电就能实现长时间运作，能很好地实现超低功耗，并且实现了测量温度的实时性。

关键词：MSP430单片机； NRF24L01； NTC热敏电阻；超低功耗中图分类号：TN919-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)01-0125-03Multi-spots Wireless Temperature Detecting System Based on MSP430WANG Ling，WANG Zhong-xun，WANG Heng(Institute of Science and Technology for Opto-electronics Information, Yantai University, Yantai 264005, China)Abstract： The multi-spots wireless temperature detecting system based on MSP430 is designed, which uses the low power consumption MSP430F149 microcontroller as the core control unit. Its hardware is composed of wireless communication module, temperature acquisition circuits, display module and serial communication modules. Its software adopts modular design methods. The system tests show that the components and running modes of the whole system are selected under ultra-low power consumption, and each base station can get long working hours by using 3V battery. This system greatly realized ultra-low power consumption.Keywords： MSP430 MCU; NRF24L01; NTC thermistor; ultra-low power0 引言温度在人类日常生活中扮演着极其重要的角色，同时在工农业生产过程中，温度检测具有十分重要的意义。

多路温度自动巡检系统

多路温度自动巡检系统作者：刘文秀, 郭伟, 余波年来源：《现代电子技术》2011年第09期摘要：设计了一种8路温度巡检仪，能够对8通道循环检测温度，当温度超过上限时，实现报警功能。

硬件上，利用半导体集成温度传感器检测温度，由单片机控制，进行A/D转换，在显示器上显示测量出的温度。

软件上，单片机编程以实现对各测试点温度值的检测和集中管理。

关键词：温度传感器；巡回检测； A/D转换；液晶显示中图分类号：TN87-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)09-0124-03Multi-channel Temperature Automatic Inspection SystemLIU Wen-，，YU Bo-(1. School of Automation, Shaoguan University, Shaoguan 512005, China;2.Guangdong Shaoguan Big Jiangnan Electric Engineering Company, Shaoguan 521005, China)Abstract： A kind of 8-channel temperature inspection instrument is designed, which can circularly detect temperature of 8-channel and realize alarm function when temperature exceeds the maximum limitation. For the hardware, integrating temperature sensor by semiconductor to detect temperature and performing the A/D conversion by single-chip microcomputer control for displaying the measured temperature on display. For the software, programming by the SCM for detecting and managing each test point temperature.Keywords： temperature sensor; detection; A/D conversion; LCD display0 引言温度是工农业生产中常见的工艺参数之一，许多产品对温度范围要求严格，对温度的控制好坏直接影响产品的质量。

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《多路温度检测系统》设计报告一统整体设计多路温度检测系统以8051单片机系统为核心,能对多点的温度进行实时控制巡检。

各检测单元(从机能独立完成各自功能,根据主控机的指令对温度进行实时或定时采集,测量结果不仅能在本地储存、显示,而且可以利用单片机串行口,通过RS-485总线及通信协议将将采集的数据传送到主控机,进行进一步的分析、存档、处理和研究。

主控机负责控制指令发送,控制各个从机进行温度采集,收集测量数据,并对测量结果(包括历史数据进行整理、显示和打印。

主控机与各从机之间能够相互联系、相互协调,从而达到了系统整体统一、和谐的控制效果。

系统框图如下:温度测点1温度测点2温度测点3温度测点4丛机1丛机2丛机3丛机4485通讯电缆主控机键盘显示器打印机图1 系统框图声光报警本系统的特点是:⏹具有实时检测功能,能够同时检测4路温度,检测温度范围0℃~400℃;⏹使用12位AD转换,采用过采样和工频周期求均值技术,分辨率达到16位,检测温度变化最小值达到0.007℃;⏹使用RS-485串行总线进行传输,MAX485驱动芯片进行电平转换,传送距离大于1200m,抗干扰能力强;⏹可由主控机统一设置系统时间和温度修正值;⏹可由主控机分别设置各从机的温度报警上下限,主机、从机均具有声光报警功能;⏹具有定时、整点收集各从机数据功能,使用I2C串行E2PROM,可保存各从机以往24小时的数据,具有数据更新与掉电保护功能;⏹具有数据分析功能,能显示各从机以往24小时的温度变化曲线与平均值;⏹从机可显示当前温度、时间、报警阈值等信息;⏹从机之间可通过主机中转进行通信,根据用户需要观察其他从机实时温度值;⏹主从机均采用中文点阵式液晶显示器,人机界面友好;⏹具有打印功能;⏹自制了主控机和从机所使用的直流稳压电源。

二、各模块方案论证与设计2.1检测单元(从机检测单元(从机主要负责温度信号的实时采样,并根据主控机传送过来的命令进行系统设置(包括温度修正值设定、报警阈值设定和系统时间设定。

框图如下:温度测点1传感器8051单片机ADC液晶显示RS—485接口电路声光报警主控机图2 从机系统框图从机需要重点解决的问题有两个,一是选择好传感器,尽量减小误差,二是提高检测分辨率和测量精度。

2.1.1 温度信号的获取与放大题目要求检测温度范围0℃~400℃,可选用的常用温度传感器有集成温度传感器、热电偶、热电阻等。

集成温度传感器(如AD590、DS1820等使用方便,信号易于调理,但它们的测温范围普遍窄,一般在200℃以下,不能满足题目要求。

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,其优点是测量精度高、测量范围广,常用的热电偶从-50℃至+1600℃均可连续测量。

但需采用电路或软件设计等修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响,使用不便。

热电阻也是最常用的一种温度传感器。

它的主要特点是测量精度高,性能稳定,使用方便,测量范围为-200℃~600℃,完全达到题目要求,考虑到铂电阻的测量精确度是最高的,所以我们最终选择铂电阻PT100作为传感器。

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。

所以通常将其放在电桥桥臂上,温度变化时,热电阻两端的电压信号被送到仪器放大器AD620的输入端,经过仪器放大器放大后的电压输出送给A/D 转换芯片,从而把热电阻的阻值转换成数字量。

电路原理图如图3所示。

对信号放大,我们使用了低价格、高精度的仪器放大器AD620,它运用方便,可以通过外接电阻方便的进行各种增益(1-1000的调整。

其增益计算公式为:R kAΩ+=4.491INO U TL M 3170.1uF G A N D +12V3.6K 0.12K0.1uFG A N D J2J1PT100G A N D14625738A D 620-12VG A N D+5VG A N D送入AD+12V图3 热电阻测温电路原理图R 1R 2R 31R 32R 5R 6R 3温度值计算过程:由于A/D 检测到的模拟电压值A R R R R R R U T T ⨯⨯+-+=2(3221,计算可到的R T 值,然后利用如下公式求出温度值:231Bt At R R T ++=其中710096847.3-⨯=A ,310847.5-⨯-=B实际测量中,为提高测量精度,我们分两挡进行测量,当温度处于0℃~210℃时,继电器J2所在桥臂电阻为23R ,继电器J1选择AD620的反馈电阻R 5,温度处于195℃~400℃时,控制继电器J2将电阻R 31串接上,并相应控制继电器J1选择R 6做为AD620的反馈电阻,在切换桥臂电阻时同步改变放大倍数,从而达到自动改变量程、提高测量精度的目的。

2.1.2 模数转换单元A/D 转换的好与坏直接关系到整个系统的精确度,题目要求分辨率达到0.1,由于本系统测量的是温度信号,响应时间长,滞后大,不要求快速转换,因此选用12位串行AD ——MAX187。

MAX187是美国MAXIM 公司设计的12位串行A/D 转换器,其内部集成了大带宽跟踪/保持电路和串行接口,转换速率高且功耗低,特别适合对体积、功耗和精度有较高要求的便携式智能化仪器仪表产品。

MAX187具有12位的分辨力,其基准电压为4.096V ,故最小分辨电压为V 001.02096.412=,能分辨的最小温度变化为C v ︒=⨯0976.0001.0240012,能达到题目的基本要求。

为进一步提高精度,可以直接采用16位AD 转换器,也可以采用过采样和求均值技术来提高测量分辨率。

本系统采用了后一种方法。

所谓过采样技术是指以高于奈奎斯特频率的采样频率进行采样,也就是说当ADC 以高于系统所需采样频率f s 的速率对信号采样时,能增加有效位数。

每增加一位分辨率,信号必须被以4倍的速率过采样,即s wos f f ⋅=4其中w ——希望增加的分辨率位数;f s ——初始采样频率要求; f os ——过采样频率。

V C C 1A IN2S H D N 3R E F4G N D5D O U T 6C S7S C L K8U 3M A X 187+5VC 94.7U F C 80.1uFG A N DG A N DC 70.1uF G A N DC 6P 2.5P 2.4P 2.3G A N D串行数据输出采样数据输入图4 模数转换电路原理图假设每秒钟输出一个温度值(1Hz 。

为了将测量分辨率增加到16位,按下式计算过采样频率,即:Hz Hz f os 256(144=⋅=因此,如果以f s =256Hz 的采样频率对温度信号进行采样,则将在所要求的采样周期内采集到足够的样本,对这些样本求均值便可得到16位的输出数据。

为此,先累加(将256个连续样本加在一起,然后将总和除以16。

这样得到的结果便是16位的有效数据,增加了4位有效数据。

用过采样和求均值技术后,新的AD 分辨率计算如下:最小分辨电压=mV 625.02096.416=这样,可以测量的最小温度变化为C V ︒=⨯0061.00000625.0240016,在采用过采样和求均值技术的情况下,用同一个12位ADC 可以测量的最小温度变化为0.0061℃,就允许了以高于C ︒1001的精度对温度进行测量。

另外,为了减小工频信号引起的误差,我们设计了在40ms (20ms 的两倍时间内采样,然后再取平均值,将工频信号误差滤除。

2.1.3 信号处理和显示单元V cc P 0.0P 0.1P 0.2P 0.3P 0.4P 0.5P 0.6P 0.7E A /V p A L E /P R O G P S E N P 2.7P 2.6P 2.5P 2.4P 2.3P 2.2P 2.1P 2.0P 1.0P 1.1P 1.2P 1.3P 1.4P 1.5P 1.6P 1.7R S T /V pD R X D P 3.0T X D P 3.1IN T 0 P 3.2IN T 1 P 3.3T 0 P 3.4T 1 P 3.5W R P 3.6R D P 3.7X T A L 2X T A L 1V ss U 1805122U F C 101KR 170.2KR 16+5VG A N D11.0592M H ZC 1133P FC 1233P F+5V液晶G A N D 3.3K3.3K3.3K3.3K3.3K3.3K3.3K3.3K+5VG A N DC 130.1U FG A N D与MAX485相连图5 丛机单片机部分电路原理图信号处理及显示单元采用8051单片机作为信息处理单元,它是从机的核心器件,对传感器采集来的数字信号进行处理,转换成相应的温度信号,送液晶进行显示。

而且从机能够通过通讯电路将测量数据上传,接收主机数据(包括系统时间信息、修正值和报警上下限进行自身信息设置。

2.1.4 声光报警部分温度检测系统多有声光报警功能,当检测温度超过上下限时,进行声光提示。

本系统在从机和主机部分均设计了报警电路。

各从机的报警上下限由主机预置,从机实时监测的过程中,一旦发现检测温度值连续超出阈值范围,便启动自身报警电路,同时向主控机发送报警信号。

报警电路原理如下所示:D 6D 4D 7L E D蜂鸣器1KR 152K R 133.3KR 14G A N D+5V +12VP 2.0图6 声光报警电路原理图2.2 通讯部分2.2.1电路设计由于单片机串行口输出的是TTL 电平,要想实现多机通讯,必须要将其转换成常用的串行通信总线标准接口电平,如RS-232或RS-485。

其中RS-232适于短距离或带调制解调器的通信场合,其逻辑电平与TTL 、MOS 逻辑电平完全不同,需要用MAX232驱动芯片进行电平转换。

其主要缺点是数据传输速率慢、传送距离短(不超过30m ,抗干扰能力差,不能满足题目的要求。

RS-485标准接口为差分驱动结构,它通过传输线驱动器把逻辑电平变换为电位差,完成信号的传递,具有传输速率快、传送距离长(可传1200m 、抗干扰能力强等优点,允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备。

所以本系统使用RS-485总线进行传输,采用MAX485驱动芯片进行电平转换。

原理图如下:R E 2D E 3D I4G N D5A 6B 7V C C8R 01U 4M 483+5VG A N DG A N DR X D P 3.5T X D 主机A主机BR 180.12KR 10.12K丛机1B 丛机1A T X D R E 2D E 3D I4G N D5A 6B 7V C C8R 01U 4M 483P 3.5+5VR X D G A N DG A N D主机部分接口丛机部分接口丛机2B 丛机2A 丛机3B 丛机3A 丛机4B丛机4A图6 RS —485总线接口电路原理图2.2.1通讯协议建立作为一种具有分布式控制思想的温度测控系统,本系统首先要解决的是主机与从机之间的数据通讯问题,除了建立硬件电路基础外,还要定义系统的软件通讯协议。