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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。
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。
多路温度控制模块是一种用于控制多个温度传感器和执行器的设备。
它通常包含多个独立的控制回路，每个回路都能独立地监测和控制一个温度传感器和一个执行器。
多路温度控制模块主要用于需要同时监测和控制多个温度点的应用，例如工业生产过程、环境控制系统等。
它能够实时读取多个温度传感器的数据，并根据设定的温度阈值，控制相应的执行器进行温度调节，以达到所需的温度控制效果。
多路温度控制模块的功能通常包括：
多路温度测量：能够同时读取多个温度传感器的数据，实时监测不同位置的温度。
多路温度控制：根据设定的温度阈值，对每个温度传感器对应的执行器进行控制，实现温度调节。
温度数据显示与记录：能够显示多个温度传感器的测量数据，并可以将数据记录下来，用于后续分析和追溯。
报警功能：当某个温度传感器的温度超过设定的阈值时，能够触发报警，提醒操作人员进行处理。
远程监控与控制：支持远程监控和控制，操作人员可以通过网络或其他通信方式对多路温度控制模块进行远程操作。
多路温度控制模块的设计和功能会因应用需求而有所差异，可以根据具体的应用场景选择合适的模块。
多路ntc采样芯片
多路NTC采样芯片是一种用于测量多个热敏电阻（NTC）传感器的温度的集成电路。
这种芯片通常集成了多个模拟输入通道，每个通道都可以连接到一个独立的NTC传感器。
这种芯片通常还包括模拟转换器（ADC）和数字信号处理功能，可以将传感器测量的温度转换为数字信号输出。
从功能角度来看，多路NTC采样芯片具有以下特点：
1. 多通道输入，能够同时连接多个NTC传感器，实现对多个位置或多个环境的温度监测。
2. 高精度测量，通过精确的模拟输入和内置的ADC，可以实现对NTC传感器测量值的高精度转换和处理。
3. 数字输出，芯片通常会提供数字接口，如I2C或SPI，以便将测量结果传输给微控制器或其他数字系统进行进一步处理。
4. 温度补偿功能，一些芯片可能会集成温度补偿电路，以提高测量的精确度和稳定性。
5. 低功耗设计，为了适应便携设备和电池供电系统，一些芯片会采用低功耗设计，以延长设备的使用时间。
从应用角度来看，多路NTC采样芯片可以广泛应用于各种需要多点温度监测的场合，例如工业自动化、汽车电子、医疗设备、家用电器等领域。
在这些领域，多路NTC采样芯片可以帮助工程师实现对多个关键部位温度的实时监测和控制，从而提高系统的安全性和可靠性。
总的来说，多路NTC采样芯片是一种功能强大的集成电路，可以为温度监测系统提供高精度、多通道的测量能力，广泛应用于各种工业和消费电子领域。
多路pt100 电路设计
PT100是一种热电阻温度传感器，用于测量温度并将其转换为电阻值。
在设计多路PT100电路时，需要考虑到以下几个关键因素：
1.恒流源：由于PT100的阻值会随着温度变化而变化，因此需要采用恒流源
来确保电流稳定，从而提高测量的准确度。
常用的恒流源电路包括运放、比较器和三极管等。
2.信号调理电路：PT100的输出信号非常微弱，需要通过信号调理电路将其
放大和滤波，以便后续处理。
常用的信号调理电路包括差分放大器和滤波器等。
3.温度补偿：由于PT100的阻值受到温度的影响，因此需要进行温度补偿以
提高测量的准确性。
常用的温度补偿方法包括硬件补偿和软件补偿两种。
4.多路切换：为了实现多路测量，需要设计多路切换电路。
常用的多路切换
电路包括继电器和模拟开关等。
5.数据采集与处理：最后，需要设计数据采集与处理电路，将调理后的信号
转换为数字信号并处理，以便得到温度值。
常用的数据采集与处理电路包括ADC和微控制器等。
综上所述，多路PT100电路设计需要考虑到恒流源、信号调理、温度补偿、多路切换和数据采集与处理等多个方面。
具体实现方式可以根据实际需求和条件进行选择和调整。
s7-200 多路pid编程实例1. 背景介绍s7-200PLC是西门子公司推出的一款小型PLC控制器，广泛应用于工业自动化领域。
在工业生产过程中，温度、压力、流量等参数的控制是非常重要的，而PID控制是一种常用的控制方法。
本文将结合s7-200 PLC，介绍多路PID控制的实例编程方法。
2. PID控制原理2.1 比例控制（P）：输出与误差成正比，用于调节系统的稳定性2.2 积分控制（I）：校正系统长期偏差，提高系统的稳定性和鲁棒性2.3 微分控制（D）：校正系统的瞬时变化，提高系统的响应速度3. 多路PID控制的应用场景在工业生产过程中，经常需要对多个参数进行同时控制，比如温度、压力、流量等。
使用多路PID控制可以有效提高生产质量，并且降低能耗成本。
4. s7-200 PLC多路PID编程实例4.1 硬件搭建：首先搭建s7-200 PLC的硬件环境，包括输入模块、输出模块以及传感器等。
4.2 软件编程：通过西门子PLC编程软件进行多路PID控制的程序编写，包括参数设定、控制逻辑实现等。
4.3 参数调试：在实际运行过程中，对PID控制参数进行调试优化，确保系统的稳定性和控制效果。
5. 实验结果分析通过对多路PID控制实例的实验，可以得到不同参数下的控制效果，并对比分析不同参数对系统的影响。
6. 总结与展望本文针对s7-200 PLC的多路PID控制实例进行了详细介绍，通过实验结果分析可以看出，在工业自动化领域中，多路PID控制具有重要的应用价值。
未来随着工业自动化技术的不断发展，多路PID控制技术也将得到进一步的改进和应用。
通过以上的内容，本文对s7-200多路PID编程实例进行了详细的介绍，对读者进行了系统的指导，使得读者对于PLC的多路PID编程实例有了更深入的了解。
扩展内容7. 多路PID控制的优势传统的单路PID控制在某些多参量系统中存在一定的局限性，难以同时满足多个控制要求。
而多路PID控制技术可以针对不同的参数进行独立的控制，使得系统在多个参数下能够保持良好的稳定性和动态性能。
多路温度监测与控制电路设计摘要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。
很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还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。
因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。
本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。
单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。
本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。
目录1 前言 (1)1.2 温度控制系统的目的 (1)1.3 温度控制系统完成的功能 (1)2 总体设计方案 (2)2.1 方案一 (2)2.2 方案二 (2)3 DS18B20温度传感器简介 (7)3.1 DS18B20的工作原理 (7)3.2 DS18B20工作时序 (7)3.2 ROM操作命令 (9)3.2 DS18B20的测温原理 (9)3.2.1DS18B20的测温原理: (9)3.2.2 DS18B20的测温流程 (11)4 单片机接口设计 (12)4.1 设计原则 (12)4.2 引脚连接 (12)4.2.1 晶振电路 (12)4.2.2 串口引脚 (12)4.2.3 其它引脚 (13)5 系统整体设计 (14)5.1 系统硬件电路设计 (14)5.1.1 主板电路设计 (14)5.1.2 各部分电路 (14)5.2 系统软件设计 (16)5.2.1 系统软件设计整体思路 (16)5.2.2 系统程序流图 (17)5.3 调试 (21)附录................................................................... - 23 - 参考文献. (31)1 前言1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。
针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。
温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。
在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。
比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。
没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。
因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。
可见，温度的测量和控制是非常重要的。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。
随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。
1.2 温度控制系统的目的本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是温度。
温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。
而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。
针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。
1.3 温度控制系统完成的功能本设计是对温度进行48点实时监测并对其进行控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当温度低于设定下限0℃温度时，系统自动启动加热继电器加温，使温度上升，同时绿灯亮。
当温度上升到下限0℃温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限50℃温度时，系统自动启动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。
当温度下降到上限温度以下时，停止降温。
温度在上下限温度之间时，执行机构不执行，从而实现将温度控制在0℃～50℃。
三个数码管即时显示温度，精确到小数点一位。
2 总体设计方案2.1 方案一测温电路的设计，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。
2.2 方案二考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。
比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。
在本系统的电路设计方框图如图1.1所示，它由三部分组成:①控制部分主芯片采用单片机AT89S51；②显示部分采用3位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示；③温度采集部分采用DS18B20温度传感器。
图2－1 温度计电路总体设计方案1.控制部分单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用，系统应用三节电池供电。
2. 显示部分显示电路采用3位共阳LED数码管，从P0口送数，P2口扫描。
3. 温度采集部分DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。
这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。
数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0口，单片机接受温度并存储。
将48个DS18B20传感器并联在惟一的三线上，并通过一线总线方式将测量信号通过时序控制送入单片机，即可实现48点温度监测，为下一步的显示工作提供条件。
图2-2多路温度传感器采集模块此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单。
1) DS18B20的性能特点如下[9]：1) 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；2) 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；3) 无须外部器件；4) 可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V；5) 零待机功耗；6) 温度以3位数字显示；7) 用户可定义报警设置；8) 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；9) 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
(2) DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR－35封装，如图1.2所示；DS18B20的内部结构，如图3所示。
引地数据线可选图2－3 DS18B20封装(3) DS18B20内部结构主要由四部分组成[5]：1) 64位光刻ROM。
开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因[10]。
64位闪速ROM的结构如下.表2－1 ROM 结构8b 检验CRC MSB LSB MSB LSB MSB LSB图2－4 DS18B20内部结构2) 非挥发的温度报警触发器TH 和TL ，可通过软件写入用户报警上下限值。
3) 高速暂存存储，可以设置DS18B20温度转换的精度。
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM 和一个非易失性的可电擦除的E 2PRAM 。
高速暂存RAM 的结构为8字节的存储器，结构如图1.3所示。
头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH 和TL 的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。
第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。
DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。
它的内部存储器结构和字节定义如图1.3所示。
低5位一直为１，TM 是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。
表2－2 DS18B20内部存储器结构Byte0 Byte1 2Byte2 ----→Byte3 ----→Byte4 ----→Byte5 Byte6 Byte7 Byte8DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率,如图1.4。
图2－3 DS18B20字节定义由表1.1可见，分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。
因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。
第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。
转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。
单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表示。
当符号位S＝0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位S＝1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。
表1.2是一部分温度值对应的二进制温度数据[6]。
表2－4 DS18B20温度转换时间表表2－5 一部分温度对应值表续表2－54) CRC的产生在64 b ROM的最高有效字节中存储有循环冗余校验码（CRC）。
主机根据ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。
另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。
系统对DS18B20的各种操作按协议进行。
操作协议为：初使化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。
3 DS18B20温度传感器简介3.1 温度传感器的历史及简介温度的测量是从金属(物质)的热胀冷缩开始。
水银温度计至今仍是各种温度测量的计量标准。
可是它的缺点是只能近距离观测，而且水银有毒，玻璃管易碎。
代替水银的有酒精温度计和金属簧片温度计，它们虽然没有毒性，但测量精度很低，只能作为一个概略指示。
不过在居民住宅中使用已可满足要求。
在工业生产和实验研究中为了配合远传仪表指示，出现了许多不同的温度检测方法，常用的有电阻式、热电偶式、PN结型谐振型等。
