《多路温度检测系统》

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。

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。

!$Instruments常州安柏精密仪器[AT4202/4204/4208 多路温度测试仪]用户手册AT4202/4204/4208 用户手册声明根据国际版权法，未经常州安柏精密仪器有限公司（Applent Instruments Inc.）事先允许和书面同意，不得以任何形式复制本文内容。

安全信息为避免可能的电击和人身安全，请遵循以下指南进行操作。

免责声明用户在开始使用仪器前请仔细阅读以下安全信息，对于用户由于未遵守下列条款而造成的人身安全和财产损失，安柏仪器将不承担任何责任。

仪器接地为防止电击危险，请连接好电源地线。

不可在爆炸性气体环境使用仪器不可在易燃易爆气体、蒸汽或多灰尘的环境下使用仪器。

在此类环境使用任何电子设备，都是对人身安全的冒险。

不可打开仪器外壳非专业维护人员不可打开仪器外壳，以试图维修仪器。

仪器在关机后一段时间内仍存在未释放干净的电荷，这可能对人身造成电击危险。

不要超出本说明书指定的方式使用仪器超出范围，仪器所提供的保护措施将失效。

警告：不要加直流电压或电流到测试端，否则会损坏仪器。

警告：测试电容器前，确保电容器已放电，否则会损坏仪器。

安全标志：设备由双重绝缘或加强绝缘保护废弃电气和电子设备(WEEE) 指令2002/96/EC切勿丢弃在垃圾桶内目录有限担保和责任范围常州安柏精密仪器有限公司（以下简称Applent）保证您购买的每一台AT4202/4204/4208在质量和计量上都是完全合格的。

此项保证不包括保险丝以及因疏忽、误用、污染、意外或非正常状况使用造成的损坏。

本项保证仅适用于原购买者，并且不可转让。

自发货之日起，Applent提供玖拾（90）天保换和贰年免费保修，此保证也包括VFD或LCD。

玖拾天保换期内由于使用者操作不当引起的损坏，保换条款终止。

贰年包修期内由于使用者操作不当而引起仪器损坏，维修费用由用户承担。

贰年后直到仪表终生，Applent将以收费方式提供维修。

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。