基于单片机的温度检测系统设计

２０１７年６月上　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ■雹雹髓避圄１　０３　基于单片机的温度检测系统设计　龙摘松　（贵州大学明德学院，贵州　贵阳５５０００３）　要：随着工业技术的发展进步，温度检测工作取得了新的突破。当下温度检测工作使用的方法种类多样。并且每一种方法都有其各　自的优点与不足，同时也有其适用的对象与范围。在选择时，需要结合到使用要求综合各方面因素，确保检测结果的准确性。本文就基　于单片机温度检测系统的设计作简要阐述　关键词：单片机；温度检测系统：设计　中图分类号：ＴＰ３６８．１　文献标志码：Ａ　单片机在生活中应用广泛，但是在使用过程中会受　到温度变化的影响，因此需要在使用的过程中对温度变　化情况进行监测，从而确保其能够正常的工作。　１　系统设计的原则　１．１　可靠性强　可靠性是系统能够应用的前提，并且也是设计工作　的一个总的目标，在设计过程中应该将这个总目标分解　到不同的设计环节。可靠性通常从几个方面来考虑，一是　使用元器件的可靠性；二是合理的线路布局与接线；三是　采用措施防止电源受到干扰；四是防止输出通道受干扰：　五是软件滤波；六是系统要具备一定自诊能力。　１．２操作维护方便　系统在设计时，要从使用者的角度出发去考虑问题，　减少对于操作人员专业知识的要求。便于系统推广。实现　这一目标，可以从减少人机交互接ＶＩ方面来考虑．更多的　应用操作内置与简化的方式。系统应该有故障诊断程序。　确保在出现故障后能够在最短的时间里进行自检．便于　维修工作开展『ｌ１。　１．３性价比高　除过体积与功能方面的特点外，其最大的优势就在　于高性价比。而系统能否被广泛的应用其中一个重要的　方面就是性价比。因此在设计过程中，应该在控制成本的　基础上，提升其性能。如外围硬件电路的简化，在确保性　能的前提下可以利用软件取代硬件的某些功能等。　２系统器件的选择　２．１　温度传感器选择　温度检测方法可以将其分为两类，接触式与非接触　式。依据是被测量的介质或者是敏感元件是否接触。接触　式的检测方法包括了膨胀式温度检测仪表，热电阻温度　检测。热电偶温度检测回。非接触式的方法则是利用物体　热辐射与温度间的关系。　鉴于温度是非电量信号。要对其进行检测就需要将　其转化为可以处理的电信号。而将温度信号转换为电信　号则依据的是传感器材料自身特点。常见的温度传感器　作者简介：龙松（１９９３一），男，贵州铜仁人，研究方向：电子信息工程。　文章编号：１６７２—３８７２（２０１７）１１—０１０３—０２　包括了热电敏、电偶电阻、集成温度传感器以及电阻式温　度传感器网。　其中热电偶利用的是热电效应，将温度转换为电势变　化。利用热电偶进行温度测量的时容易出现误差．该误差　被称之为冷端误差，因此在测量过程中需要采用一定的补　偿措施。　热电敏电阻其材料主要是半导体，电阻会随着温度的　变化而发生变化。可以将其分为正、负温度系数热敏电阻。而　集成温度传感器则是在半导体测温的基础上发展起来的。　２．２多路转换器选择　多路转换器的类型比较多，常见的有积分型与逐次逼　近型，单片机中常用的则是可编程的ＡＤＣ０８０９。该类型的　转换器是逐次型转换器，８位８通道。其中模拟量开关可　以选择所有的通道，分时输入，共用转换器完成转换工作。　２。３串行通信芯片选择　芯片在选择时，需要考虑到以下方面内容．首先是成　本要控制在合理范围内，并且具有较强的通用性。利用总　线接口能够对各种测量仪器进行控制，从而组成自动测量　系统。能够扩展微机应用领域，从而使得个人计算机功能　更好的发挥　将信息技术，电子测量，通信技术等能够有　效的结合到一起，提升数据采集，传输与处理能力［４１。并且　实现计算机自动化处理。提升工作效率处理工作质量。信　号连接应该具备一定的灵活性，并且能够对信号线进行适　当调整。　３系统硬件设计工作　硬件设计工作包括了五个方面内容，分别是温度传感　器、测量放大器、低通滤波器、　Ｄ转换电路以及串口通信　电路。例如：温度传感器的作用在于将电阻值转换为电压　信号。直接对电阻进行测量有一定难度。因此可以考虑将　其转换为较为容易测量的数据，比如将其转换为电压；测　量放大器的目的就在于将电压放大到一定范围：低通滤波　作用在于避免高频噪音产生的干扰，其位置在转换器与放　大器之间。　４系统软件设计工作　４．１　下位机软件部分设计　主程序包括了函数及其定义的　（下转第１１３页）　２０１７年６月上　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ—ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ●皿雹疆圃日明改进模型的正确性。　ｌ１　３　身的ｌ阶频率提高４．１％，２阶频率提高１５．５％，说明交叉　筋板型床身有更好的抗弯，抗扭刚度，因此也说明改进模　型是正确的。　参考文献：　［１】赵杰．机械ＣＡＤ／ＣＡＭ［Ｍ］．大连：大连理工大学出版社，２００４．　【２］夏田．数控加工中心设计［Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００７．　【３］胡仁喜．Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ中文版机械设计【Ｍ】．北京：机械工业出　版社．２００５．　３结论　本文基于Ｐｒｏ／Ｅ软件建立床身三维模型，并用Ｐｒｏ／Ｍ　软件对模型进行静态与模态分析。通过计算最大应力、最　大变形和振动情况，找出模型结构缺陷进行优化设计，把　［４】阎树田，骆敬辉彳０用Ｐｒｏ／ＭＥｃＨＡＮＩＣＡ提高ＡＮＳＹＳ有限元　分析的能力Ｕ】．兰州理工大学学报，２００７，３３（２）：３９—４２．　收稿日期：２０１７—５—５　床身结构改为交叉筋板结构再次进行静态、模态分析，说　（上接第１０３页）　功能有初始化，数据采集，数据存储　与串口通信。数据采集部分的作用在于将电压信号转换　为数字信号，并且输入单片机。当温度数据转换之后，保　存在ＲＡＭ中，容易受到电磁的干扰，从而发生某些改变。　行修改，具有极大的灵活性。　系统的误差主要是存在于转换环节以及热敏电阻测　量环节，针对这一点需要采取一定措施来避免或者是将误　差控制在合理的范围内。　而数据存储部分相比而言，其稳定性更高，系统稳定性也　能够得到提升。在微型计算系统中，外部的电磁会干扰到　５结束语　温度是物理量，在生活中很常见．而在工业生产中也　是重要的工艺参数。随着社会发展，物理量测量结果要求　也越来越高，需要结合新技术、新工艺，实现对温度的有效　测量。　单片机工作，程序跑飞从而陷入死循环，系统就无法正常　工作嘲。严重时可能会造成停滞，后果非常严重。为了能够　对单片机运行的状态进行实时的监测，由此开发了专门　的芯片。　参考文献：　［１】翟政凯．基于单片机的单总线多点温度测控系统Ⅱ］．电子测试，　２０１７（ｉ）：３－４．　４．２上位机软件部分设计　利用控件起进行串口通信前需要进行初始化操作，　操作方法上利用主程序对控件属性设置即可完成。上位　机工作的内容就是将下位机发送的数据包进行提取并保　存。由于接收到的数据是表示温度的电压值，而工作需要　［２］杨雅涵，于佐军．基于单片机的温控光控智能窗帘设计Ⅱ］．控制　工程，２０１６，２３（１０）：１５４２—１５４５．　【３】田苗法．基于ＶＢ与ＰＩＣ单片机实时温度检测系统设计与仿　真Ⅱ】．大众科技，２０１６，１８（２）：２７—２８＋４５．　『４】侯泽振，张丽，贲永青．基于单片机的无线远程温度检测系统　的是温度值，因此需要编制相应的程序对其进行转换。　考虑到实际生产的环境线比较的恶劣，存在各类型　干扰。为确保数据的精准性，同时提升系统的性能，需要　设计Ⅱ］．赤峰学院学报（自然科学版），２０１６，３２（２）：３６—３７．　『５１中林，许宗敬．基于ＳＴＣ系列单片机病房温度监测系统的设　对数据进行滤波处理，从而使数据值变化比较平滑。利用　程序达到滤波的目的，其优势体现在无需增加硬件设施，　而多个通道则可以使用一个程序。稳定性好，可靠性高，　不考虑阻抗匹配问题．可以依据实际情况需要对程序进　计和实现Ⅱ】．中国医疗设备，２０１５，３０（８）：２４—２６．　收稿日期：２０１７—５—９　（上接第１１０页）　利用新技术和管理模型，提高节目的　多媒体，２００５（２３）：２４－２９．　综合播出质量，获得高效经济回报，利用非线性系统运行　技术和虚拟演播室技术能在提高技术革新效果的同时，　为项目升级奠定坚实基础。　［２Ｊ刘航航．刍议我国广播电视新媒体发展现状及未来趋势Ｕ】．通　讯世界，２０１６（５）：９１—９２．　【３】孙琳．未来广播电视新技术的发展趋势卟西部广播电视，２０１４　（４）：２３—２４．　参考文献：　【１】江澄．纪念我国卫星广播电视开播２Ｏ周年Ｕ］．卫星电视与宽带　收稿日期：２０１７—４—２５　（上接第１１　１页）　参考文献：　【１］张宝坤，王淑霞，王艳．机械设计制造及其自动化的发展方向　望田．湖南农机，２０１２，３９（３）：２２０—２２１．　［３】朱耕，杨冬明，姜子威．浅谈机械设计制造及自动化技术　．南　方农机，２０１７，４８（３）：９０＋９３．　收稿日期：２０１７—５—６　Ⅱ］．化工装备技术，２０１１，３２（４）：４８—５４＋５７．　ｆ２］程世雄．机械设计制造及其自动化专业的现状反思与前景展