《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。

基于单片机的多路温度采集系统(pdf最终版)

I
Abstract
This paper introduces the basic process of multi-channel temperature acquisition and control system based on 51 single chip microcomputer. This design uses microcontroller and Keil programming software programming and PROTEUS microcontroller simulation software and electronic electrical engineering and other aspects of knowledge, with Keil programming software programming, with PROTEUS microcontroller simulation software simulation. Finally, the physical production, will be downloaded to the MCU, using keil software programming and Proteus Software to simulate, analysis, debugging, design provides a convenient and fast way, greatly reduce the design time. The main function is using I / O port acquisition data from multi-channel temperature and according to the set temperature of the upper and lower limits through drive buzzer alarm, can use the buttons to switch the temperature display and time display, also can in the use process through the button to set the temperature and degree of upper and lower limit of the time, so as to achieve multi-point temperature acquisition and alarm purposes, and time display function. With the rapid development of modern information technology, temperature measurement and control system plays a more and more important role in industry, agriculture and people's daily life, it has a great influence on people's life, has very important significance to research and design so the temperature of the control system. SCM small size, light weight, strong anti-interference ability, environmental requirements is not high, low price, high reliability, flexibility, development is relatively easy. Because of the above advantages, in our country, SCM has been widely used in automatic control, automatic detection, intelligent instruments and meters, household appliances and other aspects. Key words: Single chip microcomputer; multi point temperature measurement; time display; proteus simulation

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。

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。

基于Multisim的多通道温度检测系统的设计

系统的设计提供了可靠的理论支持。
关键词：度检测；电子设计自动化；Ｍｕｔｉ０温ｌｓｉｍｌ中图分类号：Ｎ７Ｔ２３文献标识码：Ａ
０引言
借助ＥＡ技术设计电子产品已成为工程技术人员的首Ｄ选方案。Ｍｕｉｍ以其界面友好、ｈｓｉ功能强大和易用性受到工程技术人员的青睐。Ｍｕｉｍｌ对于早期版本，ｌｓ０相ｔｉ更适合于模拟电子电路、字电子电路、拟数字混合电路、频电数模射路、电控制和ＰＣ控制电路的仿真与设计，继Ｌ尤其对于复杂电路系统的分析和设计。多通道温度检测系统属于多路模拟量数据采集系统，工业自动化控制等领域应用广泛。实在现多通道温度检测的方案有多种，本文选用数字电路构成控制器在Ｍｕｉｍ环境中组成多通道温度检测系统，对设计ｈｓｉ并
引脚Ｃ一Ｃ接温度传感器输出信号，ＬＣＨ０Ｈ３ＣＯＫ外接时钟
脉冲，其输出ＯＴ接信号放大电路的输入端Ｕ
为接通道显示数码管。（）信号放大２
，ｃ口ＱＱＱ
信号放大电路用来对输入的模拟信号进行放大，图３如
所示。信号放大电路选用集成运放Ｏ０集成运放Ｏ０Ｐ７，Ｐ７为低温漂高精度放大器。整个放大电路分两级，第一级由电阻
在图１所示的４通道温度检测系统中，现场传感器检测的温度信号，由多路模拟开关选通其中的一路送入信号放大
电路，放大电路的输出经ＡＤ转换器变为数字量，／该数字量

基于单片机的多路温度采集控制系统的设计

基于单片机的多路温度采集控制系统的设计一、系统设计思路1、系统架构：本系统的所有模块分为两个主要的部分：单片机部分和PC部分。

单片机部分是整个温度控制系统的中心模组，它负责多路温度传感器的信号采集、温度计算和显示，还有一些辅助操作，如温度上下限报警等；PC部分主要实现数据采集、分析、处理、显示等功能，与单片机的交互可通过RS485、USB等接口进行。

2、硬件设计：本系统设计确定采用AT89C52单片机作为系统的处理核心，在系统中应用TLC1543数据采集芯片，采用ADC转换器将多个温度传感器的数据采集，使系统实现多路温度检测同时显示.另外，为了实现数据采集记录，系统可以选用32K字节外部存储封装。

二、系统总控程序设计系统总计程序采用C语言进行编写，根据实际情况，主要分为以下几个主要的模块：（1）初始化模块：初始化包括外设初始化、中断处理程序初始化、定时器初始化、变量初始化等功能。

（2）温度采集模块：主要对多路温度传感器的采集、计算并存储等操作，还可以实现温度的报警功能。

（3）录波模块：提供数据的实时采集、数据的存取、数据的滤波处理等功能。

（4）通信模块：主要是用于实现数据透传，采用RS485接口与PC端的上位机联网，可实现远程调试、远程控制等功能。

（5）用户界面模块：实现数据显示功能，可以根据用户的要求显示多路温度传感器检测到的数据。

三、实验检验（1）检查系统硬件的安装是否良好；（2）采用实测温度值与系统运行的实测温度值进行比对；（3）做出多路温度信号的对比，以确定系统读取的数据是否准确；（4）检查温度报警功能是否可以正常使用，也可以调整报警范围，试验报警功能是否可靠；（5）进行通信数据采集的联网检测，确保上位机和系统可以进行实时、准确的通信。

多路温度采集系统设计

目录1综述 (1)2数字式多路温度采集系统硬件电路设计 (2)2.1温度采集电路设计 (2)2.1.1 DS18B20简介 (2)2.1.2温度采集电路结构 (5)2.2单片机控制电路设计 (6)2.2.1单片机芯片选择 (6)2.2.2 AT89C51单片机工作基本电路设计 (6)2.3输入控制电路设计 (7)2.4显示电路设计 (8)2.4.1 LED数码显示管静态显示工作原理 (8)2.4.2显示电路结构 (9)2.4.3显示电路工作过程 (9)2.5报警控制电路设计 (9)2.5.1报警控制电路结构 (10)2.5.2报警控制电路工作过程 (10)2.6电源电路设计 (10)2.7数字式多路温度采集系统元件清单 (11)2.8数字式多路温度采集系统电路图 (11)3数字式多路温度采集系统程序设计 (12)3.1主程序设计 (12)3.2子程序设计 (12)3.2.1 DS18B20的通信协议 (12)3.2.2子程序 (13)3.3数字式多路温度采集系统控制源程序 (16)4系统调试及性能分析 (17)4.1系统调试 (17)4.2系统性能分析 (17)5结束语 (18)参考文献 (19)致谢 (20)附录 (21)附录（1）数字式多路温度采集系统元件清单 (21)附录（2）数字式多路温度采集系统原理图 (22)附录（3）数字式多路温度采集系统印刷电路板图 (23)附录（4）数字式多路温度采集系统控制源程序 (24)摘要数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。

它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。

硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方便。

关键词：数字；温度；传感器；单片机；控制Abstractthe digital multi-channel temperature gathering system by the master control regulator, the temperature gathering electric circuit, the temperature display circuit, reports to the police the control circuit and the keyboard entry control circuit is composed .It makes the control and the data processor, intelligent temperature sensor DS18B20 using monolithic integrated circuitAT89C51 makes the temperature detector, the LED numerical code display tube makes the temperature demonstration output unit. The hardware electric circuit quite is simple, the cost is low, the temperature measurement scope is big, and the measuring accuracy is high, reading demonstration is direct-viewing, easy to operate.Key words: numeral; temperature; sensor; monolithic integrated circuit; control1综述温度是一种最基本的环境参数，人们的生活与环境温度息息相关，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。

基于正反馈的多通道高精度温度检测系统

０引言
１系统硬件设计
微型平板热管以管内壁边角区域或微细槽道作为液态工质的回流通道，利用液体相变潜热进行热交换，其传热效
为研究微热管的传热特性，本文设计了８通道并行温度
检测系统，系统结构如图１所示。该系统采用Ｐｌ０温度传ｔ０
感器搭建了８路温度检测电路，通过在电路中添加正反馈电阻，优化了铂电阻测温电路的线性度。以ＭＳ４０单片机作Ｐ３为下位机控制核心，利用其内部集成的ＡＤ模块对采集信号的输出电压进行ＡＤ转换，通过ＵＲ／并ＡＴ模块将实时采集到的温度数字信号传给上位机。上位机对多路温度信号进行数据拟合，并通过编译软件消除硬件电路带来的误差，系统可实时显示温度和绘制８路检测温度的变化曲线。
ｍｉｒｃｎｒｌｒＭＳ４０ａｅｕｅｏｃｍｐｅｅＡＤｒｎｆｒ，ｏｃｏｏｔｌＰ３ｒｓｄｔｏｌｔ／ｔａｓｏｍｃｍｍｕｉａｉｎｎｔｅｕｃｉｎ．ｕｔｎｆｏｅｎｃｔｓａｄｏｈｒｆｎｔｓＦｃｉｓｏｏｏｏ
Ｔｍｐｒｔｒａｕｉｇｒｎｅｉｒｍｅｅａｕｅｍｅｓｒｎａｇｓｆｏ０—１０℃ ，ｉｉｈｔｍｐｒｔｒａｕｅｎｒｃｓｎ，ｏｄｒｌｂｌｙ，５ｗｔｈｇｅｅａｕｅｍｅｓｒｍｅｔｐｅｉｉｇｏｅｉｉｔｈｏａｉ
加入正反馈电路，显著改善了输出线性度。系统测温范围为０— ５具有测温精度高，１０ｏＣ，可靠性好，实时性强等优点。关键词：多通道测温；线性度优化；实时数据采集

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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t 0≠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：Rk A Ω+=4.491I N O U TLM 3170.1uF G A N D+12V3.6K0.12K0.1uFG A N DJ2J1PT100G 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 w os 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 I N2SH D N 3R E F4G N D5D O U T 6C S7SC LK 8U 3M A X 187+5VC 94.7U F C 80.1uFG A N DG A N DC 70.1uF G A N DC 6P2.5P2.4P2.3G 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 P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA /V p A L E/PR O G PSEN P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7R ST/V pD R X D P3.0TX D P3.1I N T0 P3.2I N T1 P3.3T0 P3.4T1 P3.5W R P3.6R D P3.7X TA L2X TA L1V ss U 1805122U FC 101K R 170.2KR 16+5VG A N D11.0592M H Z C 1133PFC 1233PF+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 7LED蜂鸣器1KR 152K R 133.3KR 14G A N D+5V +12VP2.0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 C 8R 01U 4M 483+5VG A N DG A N DR X D P3.5TX D 主机A主机BR 180.12KR 10.12K丛机1B 丛机1A TX D R E 2D E 3D I4G N D5A 6B 7V C C 8R 01U 4M 483P3.5+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。

《多路温度检测系统》

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