中国石油大学（北京）研究生考试答题纸
姓名： 王贺 学号： 2013214034 所属专业： 机械工程 同组成员： 杨立豪 刘建军 考试课程： 智能仪器原理与设计
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多路温度测控仪
一、文献综述
温度测控仪是测温的高精度仪器。温度测试仪采用坚固抗振的外壳，可在苛刻的环境下工作，具备测量方便、精度高、热电偶测试点可重复利用的优点；采用全隔离的数字和模拟信号，可进行带电测试，可数据可进行采集、报警、和通讯传输，具有响应快、数据稳定，同时具有断偶检测功能。温度测试仪可以同时观看温度变化，由电脑将整个温升变化过程全部以曲线方式记录下来，便于分析、采集与存档。温度测试仪可设置水平温度线、垂直时刻线及两时刻间的时间，还可可设定上下限温度值，超限声音报警。适用于家电、电机、电热器具、温控器、变压器、烘箱、热保护器等行业的制造厂家及质检部门对多点温度场的检测，广泛应用于家庭、高等学校、实验室、研究部门、计量单位等行业。在各种生产工厂，特别是工业生产中，温度是最基本的检测参数之一，温度的检测和控制直接和安全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术指标相联系。
随着生产规模的扩大和对生产管理的自动化水平的提高，在诸如酒类、饮料、食品
发酵生产线，中频热处理行业的水路温度保护，提升机、通讯机、发电厂轴温记录，变电所各电节点的温度检测，农业大棚、鸡舍等应用场所，将计算机技术与测量控制技术结合起来组成的温度巡检仪在生产中得到了广泛的应用。这些智能仪器自身带有微处理器， 在结构上自成一体，能独立进行测试，使用灵活方便。
按照检测通道的多少，温度巡检仪分为多种形式。普通的温度巡检仪一般采用单片机作为控制器，LED 作为显示接口，并配有简单的按键，能实现多路温度信号的巡检。有些还带有通信端口以及打印机接口等，实现和别的控制设备的通信以及温度值的实时打印等功能。
采用单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强，体积小，可靠性高，造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件。基于此，本课题围绕基于单片机的多路温度测控系统展开研究工作。
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二、总体设计
设计一个以51单片机为核心的6路温度测控仪。画出原理图，编写调试程序，并在Proteus 软件中进行仿真。最后撰写设计报告并演示所设计仪器的功能。 经过两个星期的讨论设计，我们的多路温度测控仪实现了以下的功能：
1.实现了6路温度信号测控，测量范围为-55℃-125℃，测量精度为0.0625℃，显示精度为0.1°C ；
2.每一路都可以独立设置上下报警限，超限时LED 灯亮，蜂鸣器鸣叫；
3.采用6联LED 作为显示接口，能显示小数和负数；
4.具有“菜单”、“确认”、“增大”、“减小”、4个按键，每一个按键都有相应的指示灯；
5. 可以通过“增大”、“减小”按键选所需要检测的通道；
6.具有RS-232通信接口，能够实时传送测量通道号以及相应的测量温度。
设计方案如下：
1.采用80C51单片机作为主控制芯片；
2.利用6个不同的信号模拟温度传感器的输出，并作为系统的输入信号；
3.采用12位AD 转换芯片MAX1241实现温度信号的采集；
4.采用8路模拟开关4051芯片实现输入通道的6选1；
5.共有“菜单”、“确定”、“增大”、“减小”、“手动自动巡检切换”5个按键，每一个按键都有相应的指示灯；
6.6位LED 显示屏作为显示接口；
7.采用单片机内部的定时器T0进行精确定时；
8.采用单片机的USART ，利用MAX232电平转换芯片实现RS-232通信接口，采用虚拟终端对其进行仿真调试； 9.采用三端稳压芯片7805，实现单片机电源的稳定供应；
流程图如下：
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图2.1流程图订
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三、硬件系统设计
硬件系统主要包括8个子模块，分别为电源模块、控制模块、信号模拟输入模块、数据采集模块、系统显示模块、系统操作模块、系统报警模块和通信模块。由于元器件过多，采用了子电路。总的硬件系统图如图1所示。
图3.1 硬件系统图
1．电源模块
如图2所示J1是电源接线端子。C9-C14是滤波电容，可以过滤掉外部电源中的各种杂波。在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了6只容量为0.1—100uF 的电容，以滤除高频及脉冲干扰。7805是三端稳压芯片，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端，可以起到稳定电压的作用。只有三7805三端稳压集成电路，电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78 ×× 系列和负电压输出的79××系列。顾名思义，三端IC 是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO- 220
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的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。D8是电源指示灯，通过它可以观察到电源是否正确连接上。R17是LED 限流电阻，大小为10k 。
图3.2 电源模块
2.中心控制模块
选用通用的8位微处理器89C51作为CPU ，价格低廉，内部资源丰富，端口较多，扩展方便，电路图如图4、图5所示。其中子电路CRYSTAL 包含的是时钟电路和复位电路。
图3.3 中心控制模块系统
3.信号输入模块
采用如图4所示的6路不同的信号来模拟温度传感器的输出信号，模拟信号采用Proteus 中的信号发生器实现。
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图3.4 信号模拟输入模块
4．数据采集模块
为了使系统具有较高的测量精度，采用了MAX1241芯片来实现信号的模数转换。MAX1241是MAXIM 公司的一种单通道12位逐次逼近型串行A/D 转换器，具有低功耗、高精度、高速度、体积小、接口简单等优点。
但是由于MAX1241只有一路输入，而系统要实现6路温度信号的巡回检测，所以采用6路模拟开关4051来实现输入通道的切换，完成6路信号的巡回采集和转换。子电路AD 中不仅包含MAX1241和4051还包括实现系统显示功能的相关电路。
图3.5 数据采集模块
MAX1241具体性能特征如下：
1.2.7～5.25 V 单电源供电； 2.12位分辨率；
3.8脚DIP/SO 封装； 低功耗：Pmax=3mW （73 KSPS ），Pmin=5μW （待机）;
4.内部提供采样/保持电路；
5.兼容于SPI/QSPI/MICROWIRE 串行三线外设接口；
6.内部提供转换时钟。
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仪器的测温范围为-51.2°-51.2°，采用MAX1241时的测量精度为0.025°，满 足了一般要求。
图3.6 4051引脚
4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端A 、B 、C 和INH 输入端，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。当INH 输入端等于“1”时，所有的通道截止。三位二进制信号控制选通8通道中的一个通道，连接该输入通道进行AD 转换，然后输出。
5.系统显示模块
系统采用6联LED 作为显示接口，可以方便的显示系统的工作状态、采集的温度值以及参数设置菜单。LED 子电路是LED 的驱动电路。其中74LS245是总线驱动器，是典型的TTL 型三态缓冲门电路。
由于负载超过了单片机的数据／地址／控制总线端口的负载能力，所以添加了驱动器。利用74LS04可以防止干扰对显示模块的影响。
在正常模式下，第一个LED 显示采集通道，当温度值低于0°时第三个LED 显示“-”，第四、五、六个LED 用于显示温度值，且第五个LED 要显示小数点。在参数设置模式下，显示第一至第十六个参数，前两个LED 显示参数名，例如“1H ”、“1L ”等，后四个LED 显示参数值，方式和正常模式下相似，显示第十七个参数时，第一个LED 显示“n ”，后两个LED 显示参数值。
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图3.7显示用6联LED
图3.874LS245引脚
6.系统操作模块
通过五个按键及相应的指示灯实现系统参数设置和手动巡检\自动巡检切换的操作。若按下1键，进入参数设置状态，LED 显示第一个工作参数名称（在最左位）及参数默认值（在最右1～4位）。若再一次按下1键，则不保存当前参数直接转到下一个参数并显示，当所有参数循环一遍时退出参数设置菜单进入测控模式。若按下3或4键，参数值加一增量或减一增量（增量的大小可以在程序中自行设置）并更新显示。若按下2键可确认并保存修改的参数值，下一次进入菜单时将会显示新保存的值，且自动转入下一个参数修改设置的过程，当所有参数循环一遍时退出参数设置菜单进入测控模式。5键为手动巡检\自动巡检切换键，在测控模式时，直接切换巡检方式，在参数设置模式时，直接退出菜单，切换到进入菜单前的模式；在自动巡检时，系统按照设定的时间间隔参数自动切换通道。在手动巡检时，通过3和4键可以实现测控通道的切换。实际上，从功能方面讲，1键可以称为菜单键，2键可以称为确定键，3键为增加键，4键为减小键，5键为切换键。
如下图所示，1-5为对应的5个按键，D1-D5为相应的指示灯，当按键按下时相应的指示灯亮。按键检测电路和LED 限流电阻在AD 子电路中。其中R9-R13为D1-D5的限流电阻。74HC595主要功能是实现1-5按键的检测以及D1-D3的控制。D4和D5是由单片机的P2.3和P2.4两个端口控制的。
74HC595是硅结构的CMOS 器件，兼容低电压TTL 电路，遵守JEDEC 标准，能实现数据的串入并出。它有一个8位移位寄存器和一个存储器，具有三态输出功能。移位寄存器和存储器使用不同的时钟。数据在SCHcp 的上升沿输入，在STcp 的上升沿进入存储寄存器中。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds ）引脚、一个串行输出（Q7’）引脚和一个异步的低电平复位引脚。存储寄存器是并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE 时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。
图3.9 系统操作模块
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7.系统报警模块
系统报警模块包括LED 指示灯和蜂鸣器两部分。当测量值大于设定的高报警限时，D6点亮同时蜂鸣器鸣叫；当测量值小于设定的低报警限时，D7点亮同时蜂鸣器鸣叫。
图3.10 系统报警模块
8．通信模块
通信模块主要实现仪器与PC 机或者其他控制设备的通信。这样仪器就可以作为一个智能传感器与其他设备组成更复杂的控制系统。比如可以把测量数据传送到PC 机上，由PC 机对数据进行处理，画出温度曲线或者存储温度数据库等，这样可以实现更复杂的控制功能。RS232子电路即是系统的通信模块电路。由于单片机系统与PC 机的电平
不相兼容，所以使用MAX1241芯片进行电平转换。
图3.11 通信模块电路
MAX1241是一种低功耗、低电压的12位串行ADC 。它使用逐次逼近技术完成A/D 转换过程。最大非线性误差小于1LSB ，转换时间9μs 。采用三线式串行接口，内置快速采样/保持电路。采用单电源供电，动态功耗在以每秒73K 转换速率工作时，仅需0.9mA 电流。在停止转换时，可通过SHDN 控制端使其处于休眠状态，以降低静态功耗。休眠方式下，电源电流仅1μA 。
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使用Proteus 中的虚拟终端作为虚拟PC 来对仪器通信功能进行调试。仪器每一次发送两个字节的数据，前一字节为通道号，后一字节为与温度有关的数据。0x00表示0，0xFF 表示1024。经过标度变换后，温度的测量精确度变为0.4°，基本满足一般的控制要求。图13是用到的虚拟终端。
图3.12虚拟终端
用Keil 编写调试程序联合Proteus 进行仿真，确定所有部分都准确无误后，可以对原理图做必要的处理，比如添加封装属性等，利用Proteus 的ARES 功能模块画出PCB 图以及PCB-3D 效果图。图14是本次设计硬件电路的PCB 图，图15是PCB-3D 效果图。
图3.13 PCB 图
使用虚拟串口工具vspd ，模拟单片机系统与上位机的通讯，在vspd 软件中新建一组虚拟串口com2和com4，在模拟通讯的同时，实时监控数据的输入输出。
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图3.14 vspd 界面
并在labview 上搭建上位机模型，由于本次课程设计时间较为紧促，上位机程序主要分为数据类型转化模块（将串口中读取的下位机输出信号即二进制ACSII 字符转化十进制数值），实时显示模块（将采样后处理后的数值同时间构建二维坐标图实时显示，同时使用温度计显示更加生动直观），串口参数设置模块（设置串口的基本参数保持与下位机的良好交流），以及数据存储模块（生成txt 文件以便以后调用参考）。具体程序如下图所示：
图3.15 前面板
图3.16 程序框图
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四、软件系统设计分析
下面对程序重要部分进行说明： 1、手动自动巡检的切换
此六路温度测控仪，具有自动巡检和手动巡检两种模式，且两种方式可以任意切换。自动巡检时：每隔一固定时间间隔，测控仪自动按顺序切换通道，切换时间间隔可以通过菜单参数来设置；手动巡检时，仪器一直检测某一个通道的温度值，直到用户切换通道。当菜单关闭时，通过5键可以进行巡检方式的切换；当菜单打开时，通过5键退出菜单，返回原来的巡检模式，再按5键进行切换。
通道的切换的实现：ABC 以及void switch8_1(int abc)。全局变量ABC 代表检测通道的序号，它的取值范围为0-7，分别代表1-8个通道，此处我们只用到6个通道。函数void switch8_1(int abc)的代码如下：
#define A _p20 #define B _p21 #define C _p22
void switch8_1(int abc) {
A = abc&0x01;
B = (abc>>1)&0x01;
C = (abc>>2)&0x01;
}
P20、_P21和_P22分别和8路模拟开关4051的控制端口A 、B 和C 相连。switch8_1()函数可以实现对模拟开关的控制。ABC 只有和它共同作用才能实现通道的切换。
在自动巡检模式时，自动切换通道的时间间隔是通过单片机内部的定时器T0中断实现的。定时部分的代码如下：
#include
//***************变量初始化*******************// int t0 = 0; int ABC = 0; int TEMP = 0;
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//*******************定时器0中断函数**************//
void timer0 (void) interrupt 1 {
t0 = t0 + 1;
TH0 = -(500/256); //计数初值重装载
TL0 = -(500%256);
if(t0==_value[16]*200) { //自动巡检时间间隔
t0 = 0;
ABC = ABC +1;
if(ABC==8)
ABC=0;
}
}
//***************定时器0初始化***************//
void Time0_Init(void)
{
TMOD = 0x21; //T0定时方式1，T1定时方式2 TH0 = -(500/256); //预置计数初值定时0.5ms
TL0 = -(500%256);
EA = 1; //中断总允许位
ET0 = 1; //T0中断允许位
TR0 = 1; //启动控制位；
}
//***************串口初始化***************//
void Serial_Init(void)
{
// TMOD = 0x20; //T1定时方式2
TH1 = 0xfd; //波特率9600
TL1 = 0xfd; //波特率9600
PCON = 0x00; //波特率不加倍
TR1 = 1; //启动T1
SCON = 0x50; //串口方式1，TI和RI清零，允许接收
}
void main() {
Time0_Init(); //定时器初始化
Serial_Init(); //串口初始化
while (1) {
//菜单程序，响应键盘输入，显示和修改参数
menu_routine();
//实现检测通道的切换
switch8_1(ABC);
//控制程序，A/D转换，并显示结果
ctr_routine();
}
}
当手动巡检模式时，只有用户主动切换通道，通道才会变化，所以必须关闭定时器T0。这时系统通过检测“增加”和“减小”来改变ABC的值，从而实现通道的切换。程序是通过检测5按键按下的次数来实现巡检模式识别的。在菜单关闭时，每按下一次5键，变量MODE 就会加1。通过判断MODE能否被2整除即可得到应该切换到哪一种巡检模式。当切换到手动巡检模式时，首先关闭定时器T0中断，然后启动相应的程序。当切换到自动巡检模式时，开定时器T0中断，关闭手动巡检模式的函数。这样就可以顺利的实现巡检模式的切换。
2、按键检测
按键检测分为两个阶段，第一阶段的目标是发现哪个键被按下了。在这个阶段里_key_status==CHECK_KEY_DOWN，满足这个条件时，程序会检测当前的_key_idx表示的按键是否被按下，即调用_check_key(_key_idx)并判断返回值是否为KEY_DOWN。如果条件不满足，则令_key_idx加1表示下一个键，get_key()函数返回。待到下一次get_key()再被调用时，程序检查_key_idx所指的另一个键是被按下。直到当某个键确实被按下时，例如2号键被按下，那么在按下的这个期间里，一定会发生一次get_key()的调用，且
这一次调用时_key_idx==2，因此就会有_check_key(_key_idx)==KEY_DOWN，于是程序进入第2阶段，_key_status被修改为CHECK_KEY_UP。
在_key_status==CHECK_KEY_UP的第2阶段，_key_idx的值不会再被修改，而是锁定在刚才检测到的被按下的键上，对于刚才的例子就是_key_idx=2。在这个阶段，每次get_key()被调用时，都会检查2号键是否被抬起，即判断_check_key(_key_idx)==KEY_UP是否成立。如果条件不成立，说明此刻检查时，2号键还没有被用户松开，于是get_key()继续返回-1；如果条件成立，说明用户按下2号键
之后又松开了，于是get_key()会返回2，同时_key_status 被改回CHECK_KEY_DOWN ，
下次调用时再重复前面的过程。
按键检测的程序如下：
char _check_key(unsigned char _key_idx) { switch(_key_led) { case(0): //没有按键按下 _p23 = 0;
_p24 = 0;
serial_output((~(0x01<<_key_idx)&0x1F));
//将待查按键键码转换成扫描码后输
出
break;
case(1): //第一个按键被按下 _p23 = 0; _p24 = 0; serial_output(((~(0x01<<_key_idx))&0x1F)|0x20);
break;
case(2): //第二个按键被按下 _p23 = 0; _p24 = 0; serial_output(((~(0x01<<_key_idx))&0x1F)|0x40);
break;
case(3): //第三个按键被按下 _p23 = 0; _p24 = 0; serial_output(((~(0x01<<_key_idx))&0x1F)|0x80);
break;
case(4): //第四个按键被按下 _p23 = 1; _p24 = 0; serial_output((~(0x01<<_key_idx)&0x1F));
break;
case(5): //第五个按键被按下 _p23 = 0;
_p24 = 1; 装
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serial_output((~(0x01<<_key_idx)&0x1F));
break;
}
if (_p36 == 0) { return KEY_DOWN; } else {
return KEY_UP;
}
}
char get_key(void) { char result = -1;
if (_key_status == CHECK_KEY_DOWN) { if (_check_key(_key_idx) == KEY_DOWN) { _key_status = CHECK_KEY_UP; } else {
_key_status = CHECK_KEY_DOWN; if (++_key_idx == 5) { _key_idx = 0;
}
}
} else if (_key_status == CHECK_KEY_UP) {
if (_check_key(_key_idx) == KEY_UP) { result = _key_idx;
_key_status = CHECK_KEY_DOWN; if (++_key_idx == 5) { _key_idx = 0;
}
} else {
_key_status = CHECK_KEY_UP;
}
}
return result;
3、控制和菜单模块与信号输入 程序如下：
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void main() {
Time0_Init(); //定时器初始化 Serial_Init(); //串口初始化 while (1) { //菜单程序，响应键盘输入，显示和修改参数 menu_routine(); //实现检测通道的切换 switch8_1(ABC);
//控制程序，A/D 转换，并显示结果
ctr_routine();
}
}
在主函数中，始终循环交替调用menu_routine()和ctr_routine()。只有在menu_routine()被调用时，菜单里的参数项才有可能在显示器上刷新显示，用户通过键盘对菜单的操作才能够得到程序的响应和处理。只有在ctr_routine()被调用时，才会进行A/D 采样并刷新显示器上的内容，控制报警器的动作。要想使两个模块看起来是同时执行的，就要求menu_routine()和ctr_routine()各自的执行时间都不能很长。如果menu_routine()执行的时间较长，那么在这期间程序不会进行采样，报警器状态也就不会随之变化。同理，如果ctr_routine()执行的时间过长，在函数返回前，用户按压键盘的操作不会得到程序响应。在这两个函数中，ctr_routine()的逻辑较为简单，代码如下：
void ctr_routine(void) {
char led_buf[6]; unsigned int value = 0;
//A/D 转换
value = ad();
TEMP = value/4; //转换为温度值
if (TEMP > _value[ABC*2]) { //温度值大于报警上限 D6 = 1; //D6点亮 D7 = 0;
//D7熄灭
Alarm = 1;
//报警
} else if(TEMP < _value[ABC*2+1]) { //温度值小于报警下限
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D6 = 0; //D6熄灭 D7 = 1;
//D7点亮 Alarm = 1; //报警 }else {
D6 = 0; //D6熄灭 D7 = 0;
//D7熄灭 Alarm = 0;
//
}
// Alarm = 1;
send_byte(ABC); //发送通道号 delay();
send_byte(TEMP); //发送温度值 if (_menu_status == MENU_OFF) { //若菜单检测处于关闭阶段，则： if(TEMP<512){
//测量温度小于相对50°，即0°
to_string(led_buf ， 512-TEMP);
led_buf[2] = '-';
//显示负号
} else {
//测量温度大于相对50°，即0°
to_string(led_buf ， TEMP-512);
}
led_buf[0] = ABC + 1 + '0'; //显示通道号
// to_string(led_buf ，value);
print(led_buf);
}
}
每一次ctr_routine()被调用时，都会依次执行A/D 转换采样、根据采样值控制报警灯、发送通道号和与温度相关的数值以及刷新显示采样值这4步操作，执行时间都不会很长。所以用户按压键盘、修改参数的操作会很及时、流畅的得到程序的响应。但是，从用户打开菜单到修改若干参数，到最后关闭菜单的过程一定会持续较长的时间，如果menu_routine()函数设计成要等到菜单关闭才返回，那么采样和控制的过程一定会受到严重的干扰。
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基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
小型多路温控采集系统设计一．系统说明
本系统采用51单片机作为控制器，控制温度采集及显示。 温度传感器选用DS18B20，其单总线的通信方式可以减少系统的线路连接。DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路。内温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±℃可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为℃、℃、℃和℃，可实现高精度测温。 同时本系统选用LCD1602作为显示器件，能够同时显示16x02即32个字符（16列2行）。其显示清晰，并可以显示阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，满足了系统要求。 二．系统电路图 三、程序流程图 四、程序解读 注：程序分两部分。可以先用程序二读出各个器件的序列号，再将序列号填入程序一的SN[4][8]数组中，若要加入更多的器件可以扩大数组，并在程序中增加读显的循环次数。 1.程序一：已知各个器件序列号读取温度 #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar TMP[4]; 0”1”0c1”2”3”4”序二：读取DS18B20序列号程序 注：读ROM时，只能有一个器件与单片机通信。可以逐个相连来读出其ROM #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uint sn[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10}; sbit DQ=P3^7;//ds18b20与单片机连接口 sbit RS=P3^0; sbit RW=P3^1; sbit EN=P3^2; void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒（不够精确的）
毕业设计方案 题目基于Proteus的多路温 度测控系统设计 学院自动化与电气工程 专业自动化 班级1001 学生xxxxxxx 学号xxxxxxxxxxx 指导教师xxxxxx 二〇一四年三月三十一日
学院自动化与电气工程专业自动化 学生xxxxxxx 学号xxxxxxxxxxx 设计题目基于Proteus的多路温度测控系统设计 一、选题背景与意义 1.课题背景及研究意义 随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400～1000℃。静态控制精度为2.43℃。 本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。 2.国内外现状 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大 - 1 - 济南大学
基于8086的温度测控系统设计 摘 要 本文介绍了一种基于8086微处理器的温度测控系统，采用温度传感器AD590采集温度数据，用CPU 控制温度值稳定在预设温度。当温度低于预设温度值时系统启动电加热器，当这个温度高于预设温度值时断开电加热器。 关键词：微处理器 温度传感器 A/D 转换器 控制系统 1温度控制系统的总体结构概况 温度信息由温度传感器测量并转换成微安级的电流信号，经过运算放大电路将温度传感器输出的小信号进行跟随放大，输入到A/D 转换器（ADC0809）转换成数字信号输入主机。数据经过标度转换后，一方面通过数码管将温度显示出来；另一方面，将该温度值与设定的温度值进行比较，调整电加热炉的开通情况，从而控制温度。在断开电加热器，温度仍然异常，报警器发出声音报警，提示采取相应的调整措施。其温度控制系统的原理框图如图1-1所示。 图 1-1 系统原理框图 电压跟随器 运算放大电温度传感器 A\D 转换器 微 处 理 器 加热控制电报警 译码 显示
2系统器件选择 2.1 系统扩展接口的选择 本次设计采用的是8086微处理器，选择8255A可编程并行接口作为系统的扩展接口，8255A的通用性强，适应灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。 2.2温度传感器与A\D转换器的选择 本系统选用温度传感器AD590构成测温系统。AD590是一种电压输入、电流输出型集成温度传感器，测温范围为0℃~200℃，非线性误差在±1℃，其输出电流与温度成正比，温度没升高1K（K为开尔文温度），输出电流就增加1uA。其输出电流I=(273+T)u A。本 =(2730 + 10T)MV.另外，为满足系统设计中串联电阻的阻值选用2KΩ，所以输出电压V + 输入模拟量进行处理的功能，对其再扩展一片ADC0809，以进行模拟—数字量转化。 2.3显示接口芯片 为满足本次设计温度显示的需要，我们选择了8279芯片，INTEL8279芯片是一种通用的可编程的键盘、显示接口器件，单个芯片就能完成键盘键入和LED显示控制两种功能。 备注：系统硬件接线应尽量以插接形式连接，这样便于多用途使用和故障的检查和排除。 2.4 8086微处理器及其体系结构 2.4.1 8086CPU的编程结构 编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU （Execution Unit）。8086CPU的内部功能结构如图2－1所示:
文件编号 JK-1008U多路温度巡检仪操作规程版本/修订A/0 一操作说明: 1.突出通道显示设置：按右方向键组号或通道号闪烁，上下键修改通道，再按右方向键或等待几秒后停止闪烁，退出设置； 2.切换显示内容：大号字体显示时，修改突出显示的通道号，可切换到另一组温度显示。小号字体显示时，配置多余4组的情况下，按上下键切换到下一屏； 3.菜单操作：按“菜单”键进入设置菜单，按方向键选择需要设置的项，按“菜单”键进入该项的设置：左右键选择设置项；上下键修改设置项；“确认”键保存设置项；“返回”项：返回上级菜单；“退出”：退出设置，返回到温度显示窗口；闪烁显示项：表示该项为待设置项：按“菜单”键进入该项或者该项的子编辑项 4.组/通道开关：上下键选择组，按“菜单”键进入设置改组/通道的开关，上下键设置开关，按“菜单”键返回上一级 5.温度上下限：最多可设置8个温度上下限，分别用于不同的通道，但各温限之间有包含覆盖功能 5.1温限1：上下键修改温限号，“菜单”键进入设置改组的开关，上下键设置开关，按“菜单”键返回上一级； 5.2应用范围：按“菜单”键选择应用范围，上下键选择，“菜单”键进入设定，左右键切换组/通道设置，上下键选择第几组或第几通道，“菜单”键返回上一级 5.3.上限，下限：按“菜单”键进入设定温限数值，左右键选择要修改的位，上下键修改该位的数值。温度上限要大于下限。 6.存储设置： 6.1存储类型：上下键选择存储类型，显示已用存储空间百分比；
6.2间隔：存储时间间隔最大可设置9时59分59秒；按“菜单”键进入时间间隔设定，按方向键修改数值；巡检时间间隔最小为N*1.5秒，N为配置组数；定点间隔最小为1S 6.3注意： A.U盘存储过程中，若想取下U盘，先按左方向键，防止数据丢失； B.每次开始存储，仪器将删除上次存储的信息，请拷贝防止数据丢失； 7.热电偶型号：JK-8U最多可配置8组，每组热电偶的型号可以不同，可以选择K，J，T 三种型号的热电偶，未配置热电偶的组显示为“—” 8.热电偶检测：主菜单中选择热电偶检测，按“菜单”键开始检测，检测结束后显示检测结果：前面是通道号，后面是组号 9.波特率：波特率需要根据上位机软件支持的波特率设置；上下键选择，左右键选择其他 10.温度选择：按方向键切换显示华氏/摄氏温标 11.时间设置：上下键选择设置项；按“菜单”键进入设置项，左右键选择位，上下键修改选择位；按“菜单”键返回上一级 12.仪器调试：（返回勿动） 13.注意事项： A.若个别通道出现测量异常，可通过仪器检测热电偶是否开路； B.环境温度-20-70℃ C.仪器周围不应有温度变换频换的温度源，影响仪器的测量准确度 D.热电偶相互之间的电位差不应超过300V
学校代码：11517 学号：201150712117 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 毕业设计（论文） 题目多路温度采集系统设计与实现 学生姓名高宇照 专业班级电气工程及其自动化1121 学号201150712117 系（部）电气信息工程学院 指导教师(职称) 张秋慧（讲师） 完成时间2012 年 5 月13日
目录 摘要................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................... II 1 前言 . (1) 1.1 背景介绍 (1) 1.2 研究设计意义及目的 (1) 1.3 发展情况 (2) 1.4 本设计主要内容 (3) 2 设计任务及方案论证 (4) 2.1 设计任务 (4) 2.2 设计方案的论证 (4) 2.3系统框图设计 (6) 3 多路温度采集系统硬件电路设计 (7) 3.1系统模块及模块介绍 (7) 3.1.1 系统整体模块控制 (7) 3.1.2 模块介绍及原理 (7) 3.2 系统基本硬件组成设计 (14) 3.2.1微机芯片工作电路设计 (14) 3.2.2 温度采集电路设计 (15) 3.2.3LCD1602的显示设计 (17) 3.2.4 报警电路的设计 (18) 3.2.5 电源部分的设计 (19) 3.3 系统设计的电路结构图 (21) 4 系统的软件设计 (22) 4.1 主程序设计 (22) 4.2 子程序设计 (23) 5 系统调试与性能分析 (27) 5.1 系统调试 (27) 5.2 性能分析 (29) 结论 (31) 致谢 (32)
课程设计报告 课题多路温度检测、显示与报警系统设计小组成员 指导老师
目录 一、前言2222222222222222222222222222222222222222222222221 二、方案论证222222222222222222222222222222222222222222221 2.1测温元件的选择2222222222222222222222222222222222221 2.1.1热电偶和热电阻的选择222222222222222222222222221 2.1.2热电偶的分类22222222222222222222222222222222222 2.2采集模块的选择2222222222222222222222222222222222223 2.2.1多功能采集卡22222222222222222222222222222222223 2.2.2 USB采集卡2222222222222222222222222222222222224 2.2.3采集模块ADAM-4000系列2222222222222222222222224 2.2.4采集模块ADAM-5000系列2222222222222222222222225 三、硬件电路设计22222222222222222222222222222222222222222226 3.1系统结构方框图2222222222222222222222222222222222227 3.2采集模块与主机电路222222222222222222222222222222227 3.3采集模块与设备电路222222222222222222222222222222228 四、软件设计222222222222222222222222222222222222222222222229 4.1组态界面的设计2222222222222222222222222222222222229 4.2报警系统的设计2222222222222222222222222222222222229 4.3实时温度数据曲线的设计22222222222222222222222222211
/*内存分配定义*/ TIME_CONT EQU 33H /*定时时间*/ TIME_COUNT EQU 34H /*100ms中断次数*/ KEY_CODE EQU 35H /*按键代码*/ KEY_VAL EQU 36H /*按键数值*/ CHAN_NUM EQU 37H /*当前采样通道号*/ SAMP_NUM EQU 38H /*采样次数*/ CHAN_NUM1 EQU 39H /*当前显示通道号*/ TEMP1 EQU 40H /*1通道温度*/ TEMP2 EQU 41H /*2通道温度*/ TEMP3 EQU 42H /*3通道温度*/ TEMP4 EQU 43H /*4通道温度*/ TEMP5 EQU 44H /*5通道温度*/ TEMP6 EQU 45H /*6通道温度*/ TEMP7 EQU 46H /*7通道温度*/ TEMP8 EQU 47H /*8通道温度*/ SAMP_MAX EQU 48H /*当前通道10次采样最大值*/ SAMP_MIN EQU 49H /*当前通道10次采样最小值*/ SAMP_SUMH EQU 4AH /*当前通道10次采样累加值高位*/ SAMP_SUML EQU 4BH /*当前通道10次采样累加值低位*/ SAMP_AVG EQU 4CH /*当前通道去掉最大值和最小值后8次采样平均值*/ SAMP_VAL EQU 4DH /*当前通道采样值*/ TEMP_VAL EQU 4EH /*当前通道温度值*/ DIS_BUF1 EQU 50H /*显示缓冲区1*/ DIS_BUF2 EQU 51H /*显示缓冲区2*/ DIS_BUF3 EQU 52H /*显示缓冲区3*/ DIS_BUF4 EQU 53H /*显示缓冲区4*/ DIS_BUF5 EQU 54H /*显示缓冲区5*/ DIS_BUF6 EQU 55H /*显示缓冲区6*/ DIS_NUM EQU 57H /*显示通道号寄存器*/ DIS_CONH EQU 58H /*CH451操作命令高位*/ DIS_CONL EQU 59H /*CH451操作命令低位*/ ST_FLAG BIT 20H.0 /*系统启动标志*/ XJ_FLAG BIT 20H.1 /*巡回检测标志*/ KEY_FLAG BIT 20H.2 /*有键按下标志*/ T_1S BIT 20H.3 /*1秒时间到*/ SAMP_1 BIT 20H.4 SAMP_END10 BIT 20H.5 /*10次采样结束标志*/
华南理工大学学院 本科毕业设计（论文）外文翻译 外文原文名Structure and function of the MCS-51 series 中文译名MCS-51系列的功能和结构 学院电子信息工程学院 专业班级自动化一班 学生黎杰明 学生学号 3 指导教师吴实 填写日期2016年3月10日 页脚.
外文原文版出处：《association for computing machinery journal》1990, V ol.33 (12), pp.16-ff 译文成绩：指导教师（导师组长）签名： 译文： MCS-51系列的功能和结构 MSC-51系列单片机具有一个单芯片电脑的结构和功能，它是英特尔公司的系列产品的名称。这家公司在1976年推出后，引进8位单芯片的MCS-48系列计算机后于1980年推出的8位的MCS-51系列单芯片计算机。诸如此类的单芯片电脑有很多种，如8051，8031，8751，80C51BH,80C31BH等，其基本组成、基本性能和指令系统都是相同的。8051是51系列单芯片电脑的代表。 一个单芯片的计算机是由以下几个部分组成：（1）一个8位的微处理器（CPU）。（2）片数据存储器RAM（128B/256B）,它只读/写数据，如结果不在操作过程中，最终结果要显示数据（3）程序存储器ROM/EPROM(4KB/8KB).是用来保存程序一些初步的数据和切片的形式。但一些单芯片电脑没有考虑ROM/EPROM,如8031，8032，80C51等等。（4）4个8路运行的I/O接口，P0，P1，P2，P3，每个接口可以用作入口，也可以用作出口。（5）两个定时/计数器，每个定时方式也可以根据计算结果或定时控制实现计算机。（6）5个中断（7）一个全双工串行的I/UART（通用异步接收器I口/发送器（UART）），它是实现单芯片电脑或单芯片计算机和计算机的串行通信使用。（８）振荡器和时钟产生电路，需要考虑石英晶体微调能力。允许振荡频率为12MHz，每个上述的部分都是通过部数据总线连接。其中CPU是一个芯片计算机的核心，它是计算机的指挥中心，是由算术单元和控制器等部分组成。算术单元可以进行８位算术运算和逻辑运算，ALU单元是其中一种运算器，18个存储设备，暂存设备的积累设备进行协调，程序状态寄存器PSW积累了2个输入端的计数等检查暂时作为一个操作往往由人来操作，谁储存1输入的是它使操作去上暂时计数，另有一个操作的结果，回环协调。此外，协调往往是作为对8051的数据传输转运站考虑。作为一般的微处理器，解码的顺序。振荡器和定时电路等的程序计数器是一个由8个计数器为2，总计16位。这是一个字节的地址，其实程序计数器，是将在个人电脑进行。从而改变它的容可以改变它的程序进行。在8051的单芯片电脑的电路，
基于单片机的多路温湿度检测系统设计 潘磊 （天津冶金职业技术学院电气工程系，天津300400） 摘要：介绍了以C8051F120单片机和PC 机为核心的温湿度检测系统，论述了系统的组成，各模块硬件电路设计以及系统上位机、下位机的软件设计。系统下位机实时收集多路SHT71传感器采集的数据并显示上传，上位机利用VB 中MSComm 控件完成数据接收和处理，实现了对环境温湿度的现场显示和远距离控制。 关键词：温湿度检测；C8051F120；SHT71；VB 中图分类号：TP274文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2013）01-0065-02 随着社会生产的不断发展进步,许多工农业生产过程以 及民用场合都需要对环境的温度和湿度进行检测并控制，比 如：粮仓、温室蔬菜大棚、通信基站、电力变电房、药厂、图书馆、 博物馆等。为此本文设计了一个系统实现对环境温度湿度的 检测控制。 1系统结构 本系统主要由电源模块、单片机系统、键盘及LCD 显示 模块、温度湿度传感器采集模块、时钟芯片模块、语音报警模 块、通信模块以及上位机系统组成。系统能够实时采集四处 检测环境的温度和湿度，并把采集数据显示在LCD 屏上，通 过键盘预先设置温湿度上下限数值，当所检测的温度或湿度 超过所设定的数值语音报警模块报警。同时，下位机上传温 度湿度数据，上位机对数据进行存储、显示以及数据分析。系 统框图如图1 所示。 图1系统框图 2系统硬件设计 2.1单片机系统 本系统选用Cygnal 公司的C8051F120单片机作为核心 处理器，此款单片机有64位I/O 口，满足本系统外设较多的需 求，减少系统I/O 扩展，也为增加检测通路和系统扩展预留接 口。单片机峰值处理速度达到100Mips ，大大提高了系统的实 时性，内部带有128KB FLASHROM 能够满足多路实时数据 的大容量存储，集成2个UART ，1个I 2C ，1个SPI 接口便于与 外围设备及上位机传输数据。 2.2温度湿度传感器采集模块 传统模拟式温湿传感器的测量精度和分辨率很低，只有 1%左右，同时要获得高精度还需要更高精度的基准电压。另 外，所测得的模拟量还要进过A/D 转换才能送入微处理器 进行处理。为避免上述问题本系统采用全校准数字输出相 对湿度和温度传感器SHT71，与单片机接口电路图如图2所 示。图2 温度湿度传感器采集模块图3LCD 显示模块为了实现多点同时测量减少采集等待时间，同时尽量少的占用I/O 口资源，本系统将SHT71的时钟线SCK 都连接到P1.0口，数据线DATA 分别连接到P1口其他4个I/O 口上，并在数据线DATA 端加入上拉电阻。通过软件程序写入命令 即可完成温湿度数据采集，但传感器输出的测量量并不是实 际值，还需进行数据转换。２０１３年第１期 （总第１２３期）２０１３（Ｓｕｍ．Ｎｏ１２３） 信息通信INFORMATION &COMMUNICATIONS
多路温度采集模块 一、产品描述： ACJ-8T200是一款集成8路温度（PT100）采集和处理、CAN总线输出的中继板，采用CAN2.0协议数据输出。本系统采用工业级芯片进行数据处理，内建CAN2.0协议输出。本系统支持8路PT100（三线制或两线制）采集，可方便地进行发送Id及波特率的设置。 高品质的选材，可靠地硬件设计，科学的软件处理,严格的工艺生产管理，保证了产品的稳定运行和出色的性能发挥。 二、板面图： 三、端口说明(Tx表示PT100): 脚位PT1 PT2 PT3 1 VDD T1-1 T5-1 2 VDD T1-2 T5-2 3 GND T1-3 T5-3 4 GND T2-1 T6-1 5 CH T2-2 T6-2 6 CH T2-3 T6-3 7 CL T3-1 T7-1 8 CL T3-2 T7-2 9 -- T3-3 T7-3 10 -- T4-1 T8-1 11 -- T4-2 T8-2 12 -- T4-3 T8-3 1.Tx：PT100输入； 2.CL为CANBUS的L线 3.CH为CANBUS的H线； 4.Gnd 为电源输入地
四、使用说明 1）开机上电，电源灯（红色）点亮，当系统电源稳定后,运行灯（绿色）点亮并有规律地闪烁。 2）系统将实时送出相应的数据； 3）内置120Ω网络匹配电阻：“120Ω”表示接入，“OFF”表示不接入，通过拨码开关设置。 4）发送基I D设置说明：采集板上有2个设置发送基I D的旋转编码开关（SWH为8位，SWL 为16位）：CANBUS_ID （发送）= 0x100*SWH + 0x080 + SWL ； 若SWH旋转编码开关置“7 ”，SWL旋转编码开关置“5 ”则： CANBUS_ID （发送）= 0x100*7 + 0x080 +0x05 = 0x785 ； 5）波特率设置说明（出厂默认：250k bps）： 采集板上有一个设置波特率的8位的旋转编码开关：定义如下表 旋转编码开0 1 2 3 4 5 6 7 波特率设置（bps）500k 400k 333k 250k 200k 125k 100k 80k 注意：发送基I D、波特率均在每次上电启动时读取。 5）数据结构： 本产品支持8路PT100（0～200℃，可定制）信号采集，数据输出采用16bit，即0～200℃对应输出数据0x0000～0xFFFF；共有2个数据帧，定义如下： 基ID 基ID+1 BYTE1T1低字节BYTE1T5低字节 BYTE2T1高字节BYTE2T5高字节 BYTE3T2低字节BYTE3T6低字节 BYTE4T2高字节BYTE4T6高字节 BYTE5T3低字节BYTE5T7低字节 BYTE6T3高字节BYTE6T7高字节 BYTE7T4低字节BYTE7T8低字节 BYTE8T4高字节BYTE8T8高字节
目录 第一章设计背景及设计意义 (2) 第二章系统方案设计 (3) 第三章硬件 (5) 3.1 温度检测和变送器 (5) 3.2 温度控制电路 (6) 3.3 A/D转换电路 (7) 3.4 报警电路 (8) 3.5 看门狗电路 (8) 3.6 显示电路 (10) 3.7 电源电路 (12) 第四章软件设计 (14) 4.1软件实现方法 (14) 4.2总体程序流程图 (15) 4.3程序清单 (19) 第五章设计感想 (29) 第六章参考文献 (30) 第七章附录 (31) 7.1硬件清单 (31) 7.2硬件布线图 (31)
第一章设计背景及研究意义 机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。 自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。 ，
TCD16/48温度巡检仪使用说明书 武汉华工电气自动化有限责任公司 2001年7月
一. 名称与编号 1．产品名称：16/48路数字温度巡检仪 2．产品型号：IET－TCD16/48 3．软件版本号：TCDV2.0 二. 用途与性能 1．用途： 数字温度巡检仪适用于电力、化工、石油、冶金及其它生产过程中，对传感器为热电阻的温度参数进行巡回检测、越限报警及参数显示。 2．性能： (1) (2)热电阻线制：①三线制②二线制，不配线路电阻 (3) 故障显示： ①热电阻空载显示----。 ②热电阻正溢出(过量程)显示HHHH。 ③热电阻负溢出显示LLLL。 (4) 测量精度：±0.5% (5)分辨率：热电阻0.1℃ (6)报警方式： 有测点越限时，点亮对应越限指示灯，同时吸合继电器，越下限或越上限1，接通越限报警继电器；越上限2，接通事故报警继电器。保持，直到所有测点回复正常,，熄灭越限指示灯,继电器返回。
三.硬件原理框图和软件流程图 图1 硬件原理图 图2 软件流程图 四．机箱外观视图 1．机箱在屏柜上开孔尺寸为(mm)：202×86（宽×高），机箱尺寸如下图：Et Rt
2． 背视图 背视图说明： ① 32～47路信号线插头（孔） ② 16～31路信号线插头（孔） ③ 0～15路信号线插头（孔） ④ 报警输出插头（孔） ⑤ 通讯接口插头（针） ⑥ 电源开关 ⑦ 电源插座
3．正视图 正视图说明： ①点序位： 用于显示测点序00～47，整机设定点序为P0。 ②参数位： 用于显示分度号，线制，线路电阻，上限1、上限2、 下限报警值，温差等。 ③L0～L47 ： 用于指示当前接有信号的通道。 ④工作状态功能指示灯,从左至右依次为： ·功能指示灯点序N： 闪烁为点序，平光为接入信号为热电阻测量信号。 ·功能指示灯分度S： 闪烁为分度。 ·功能指示灯线路电阻阻C： 当分度号是热电阻时，闪烁时可按“ ”或“ ”将某点线路电阻在参数位上显示出来。 ·上限1报警指示灯H1： 闪烁为设定报警值，平光为某点已越限。 ·上限2报警指示灯H2： 闪烁为设定报警值，平光为某点已越限。 ·下限报警指示灯L： 闪烁为设定报警值，平光为某点已越限。 ⑤按键区从左至右依次为：
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 前言 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。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同事将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89C51，此芯片功能较为强大，能偶满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、串入并出移位寄存器74LS164、数码管和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D0- D7输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端串行输出到74LS164，经74LS164串并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0 809通道地址选择端A、B、C,因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由P1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动
温湿度智能测控系统 发表时间：2019-05-05T16:38:45.070Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：王波 [导读] 摘要：本智能温湿度控制仪核心器件是STC90C516RD+单片机，利用机械按键来设定需要控制温湿度的范围，采用DHT11来采集外界实际的温湿度，并送给微处理器，微处理器经过数据处理并与理论值进行对比，若超出范围，让继电器来控制加湿器、加热器、抽湿器或制冷器的工作，从而改变当前环境温湿度值达到预期值，并将采集的结果通过LCD1602液晶显示器显示出来。 (上海宝冶集团有限公司安装工程公司上海 201900) 摘要：本智能温湿度控制仪核心器件是STC90C516RD+单片机，利用机械按键来设定需要控制温湿度的范围，采用DHT11来采集外界实际的温湿度，并送给微处理器，微处理器经过数据处理并与理论值进行对比，若超出范围，让继电器来控制加湿器、加热器、抽湿器或制冷器的工作，从而改变当前环境温湿度值达到预期值，并将采集的结果通过LCD1602液晶显示器显示出来。 关键词：STC90C516RD+单片机；DHT11；加湿器；抽湿器 前言 在工农业生产过程中，温度和湿度是一组关系着产品的质量、产量与提高能源利用率等指标的重要参数。因此，根据需求的特点合理设计温湿度控制系统是研究的一项重点。单片机以其成本低廉、技术成熟和扩展性强等诸多优点，被工业控制界广泛应用。但目前市场上常见温湿度控制方面的农业机械化产品大多只是简单的定值开关控制，存在着温湿度控制精度差，响应速度慢，温湿度不均匀等缺点。再者，控制精度高的温湿度试验设备往往价格昂贵，扩展性差以至推广困难。 1 系统方案设计 本设计以STC90C516RD+为主控芯片，利用DHT11数字温湿度传感器模块数据采集，将采集回来的数据，送给微控制器处理，并且发出相应命令对系统外围设备加以控制来调节环境的温湿程度，并在液晶显示器LCD1602直观的显示采集模块采集回来的温度和湿度数据，当前环境温度和湿度超出理论设定的标准时，通过蜂鸣器的报警和红色指示灯亮对用户进行提醒，方便于用户及时的通过手动控制或其他方式来干预环境，减少因为环境因素对生产或者贵重器具带来的伤害。 2 系统设计 2.1测量模块的设计 为了保证测量的准确性，采用数字温湿度传感器DHT11模块采集温度，是硬件电路设计更加简单，DHT11采集外界环境的温湿度值，并送给STC90C516RD+微控制器处理。 2.2控制模块的设计与实现 控制模块的整体结构主要由MCU、拨码开关、继电器、温湿控制模块、报警等五大部分。LS1为蜂鸣器报警电路，R和G分别是红灯和绿灯，D0控制加湿继电器、D1控制温湿继电器、D2控制加热继电器、D3控制制冷继电器。温湿度控制模块通过继电器的断开和闭合来对加热器、制冷器、加湿器、抽湿器和报警器进行控制通过按键设置好当前环境中最佳温湿度值，利用数字温湿度传感器模块DHT11来采集环境的实际温度和湿度的。每个继电器动作时，都有一个对应的LED灯点亮或熄灭，这样可以方便操作人员对执行设备的开关状态进行把握。报警电路则是当MCU接收到的测量温度或湿度超出了设定的温度和湿度范围的时候，将P0.4引脚置为高电平，触发报警蜂鸣器发出报警的信号。 2.3系统软件设计 通过按键设置好当前环境中最佳温湿度值，利用数字温湿度传感器模块DHT11来采集环境的实际温度和湿度的值，再把采集回来的实际温度和湿度的值送入微处理器，微处理器经过数据处理并与理论值进行对比。若实际的温度或湿度值超出了理论值的范围，智能温湿度控制仪将报警并且做会做出相应的调整，使当前环境的温湿度值回归并且保持在理论环境的温湿度值范围内，假如实际温湿度值在设定的范围之内，温湿度控制仪将继续监测实际环境温湿度值，不做出任何动作，直到发生异常。 3 机械式温湿度表检定过程中的相关问题 温湿度表工作原理机械式温湿度表包括干湿球式温湿度计和指针式温湿度表。其中干湿球式温湿度计由两支相同的普通温度计组成，一支用于测量温度，称干球温度计；另一支用纱布包住球部，纱布下端浸入蒸馏水中，称湿球温度计，空气中温度与干湿球温差存在某种函数关系，所以通过测量干球温度和湿球温度即可算出空气中的湿度。指针式温湿度表由温度部分和湿度部分组成，温度部分是根据两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的，主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端同可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度。湿度部分是利用毛发、尼龙和聚酰亚胺等有机高分子材料的几何尺寸都会随着相对湿度的变化而变化这一特性，将上述材料制成线状、带状感湿原件或涂覆在弹性材料上卷成游丝状感湿原件，然后通过机械放大装置将由湿度变化引起的几何量变化用指针指示出来，从而直接指示相对湿度。 3.1HWS型（调温调湿法）温湿度检定箱的操作、使用中的问题 （1）首先，温湿度检定箱的操作者应是经过严格培训的检定人员，否则错误的操作会对检定箱造成损害。 （2）在日常使用过程中，应保证检定箱加湿器液位槽符合使用要求，液位槽液位过低会导致加湿器无法工作，甚至会导致循环泵的损坏。 （3）在使用标准通风干湿表作为标准器时，需定期更换标准器中的白色纱布条。纱布条使用时间长了，会被介质污染，影响测量准确度。有时在工作的时候湿度不准，当湿度降不下去时，①这时就要检查工作区下部夹层是否有积水，积水多了，湿气就会增大，②检查干气阀是否打开；当湿度升不上去时，①这时首先检查加湿器是否缺水，导致液位槽液位过低，②检查加湿管路内是否有积水，如有积水应打开排水开关排水，③检查湿气阀是否打开。 3.2干湿温度计上水纱布套问题 干湿温度计湿球的上水纱布套作为该类计量器具的重要配件，它的质量优劣、捆扎方式、使用时间长短等因素会直接影响湿球温度计的示值准确性。建议尽量使用标准纱布套。如要自行用纱布捆扎，那在捆扎制作纱布套时也要注意对感温泡的上下包裹位置以及保留适当
一：温度巡检仪 参考型号：2700 参考品牌：KEITHLEY 数量：1台 一、2700温度巡检仪功能和性能指标要求 1、输入部件要求 输入数量：60通道（可扩展到至少80个通道） 功能: 交/直流电压，电阻等功能采集；可替代分立的数字多用表、开关系统、数据记 录仪/记录器、插卡式数据采集设备和VXI/PXI系统；要求包含至少三种或者三种以上的冷端补偿模式，而且必须要配有内置冷端补偿；须包含自动采集软件。 每个通道可独立进行测量方面的配置。每个通道可以单独配置的参数包括速度、量程、分辨率、电力线周期数（，NPLC）、滤波类型、偏置补偿、要显示的数学函数、 CJC类型、RTD类型、频率门通时间、mX+b格式中“m”、“b”的数值、HI/LO极限等。 通道监控功能：在扫描过程中，监控前面板显示器上的任何特定的输入通道。此功能也可以作为模拟触发器，启动基于一些外部因素的扫描序列，例如当温度上升到高于预先设定的限位时。只有感兴趣的数据被接收，所以就没必要花费数小时在正常读数中反复搜索发现异常数据。 前/后开关：前后面板测量输入之间的切换，就只需要按下一个按钮。用户就可以通过前面板输入来选择系统设置和验证、手动探查、故障排除和校准之类的任务，而通过模块的后面板输入来实现快速、自动的复用和控制、温度、电压采集等功能。 直流电压测试范围：0.1 μV-1000V (主机) ，0.1 μV-300V（采集卡） 直流电流测试范围：100 μΩ--100 MΩ 温度测试范围：–200 到+1372°C(主机支持温度范围) 电阻测试范围：10 nA-3A(主机) ，10 nA-1A（采集卡） 真六位半（22位）精度 电阻测试分辨率：100μΩ； 电压测试分辨率：0.1uV； 电流测试分辨率：10 nA 温度测试分辨率：0.001 °C 交流测试频率范围：3 Hz–300 kHz 计算机通信：系统采用高速稳定的GPIB采集卡进行控制和数据采集。 系统控制器：采用14寸系统控制器,500G存储空间。 采集速度：主机最快采集速度2000点/秒；扫描速率（内存）：180点/s； 最大外部触发速率：375点/s；采集卡温度采集速度：50点/秒 同步触发：支持现有设备的Trigger Link同步触发。 输入类型：DCV（DC电压量程：1000V、100 V、10 V、1V、100mV）