【文章內容簡介】 據(jù)進行校準再通過計算得出溫度，計算出的溫度值再送顯示器顯示，在校準過程中建立起測量值與標準溫度的對應關系，校準數(shù)據(jù)保存于存儲器中。其中人工輸入是指操作人員可以通過鍵盤來輸入校準值，輸入的校準值被記憶在ROM中。根據(jù)溫度的范圍，可以選擇對外部操作，這一部分在D/A轉換和功率放大器電路里實現(xiàn)對外部的電爐進行操作。 同時為了實現(xiàn)遠程操作，還給單片機加上機遇RS232485的串行通訊功能，使單片機里的數(shù)據(jù)能夠遠程傳輸?shù)絇C機里，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。同時。計算機可以對單片機進行操作，實現(xiàn)遠程控制溫度的操作。4 系統(tǒng)硬件設計元件的選擇同樣是以模塊化、低成本為原則。單片機的選擇在整個系統(tǒng)設計中至關重要，要滿足大內存、高速率和通用性的要求，本課題選擇了時下非常流行的ATM98S52（為了方便，以下簡稱S52），該產品屬于ATMEL公司51系列高性能單片機，該型號單片機簡介：AT89S52單片機是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造,兼容標準MCS51指令系統(tǒng)及AT89S52引腳結構,芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S52具有如下特點：40個引腳,8k Bytes Flash片內程序存儲器,256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）,32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,看門狗（WDT）電路,片內時鐘振蕩器。此外,AT89S52設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式?？臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應不同產品的需求。 在溫度控制中，為了記錄用戶的設定值以及其他參數(shù)（如用戶設定值、PID參數(shù)以及報警限設定等），通常需要用FLASH或EEPROM器件來保存，使其即使在掉電后仍能保持數(shù)據(jù)。AT24C02是美國ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內含2568位存儲空間，具有工作電壓寬（～）、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快8G39。J。u7gbamp。o4C（小于10ms）、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點。而且他是采用了I2C總線式進行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和I／O線，并且支持在線編程，進行數(shù)據(jù)實時的存取十分方便。AT24C02的3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。第8腳和第4腳分別為正、負電源。第5腳SDA為串行數(shù)據(jù)輸入／輸出，數(shù)據(jù)通過這根雙向I2C總線串行傳送。第6腳SCL為串行時鐘，SDA和SCL為漏極開路端。第7腳為WP寫保護端，接地時允許芯片執(zhí)行一般的讀寫操作；接通電源時只允許對器件進行讀操作。I2C總線簡介：I2C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。他通過SDA(串行數(shù)據(jù)線)及SCL(串行時鐘線)兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。AT24C02正是運用了I2C規(guī)程，使用主／從機雙向通信，主機(通常為單片機)和從機(AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機產生串行時鐘信號(通過SCL引腳)并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產生開始和停止的條件。無論是主機還是從機，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認信號ACK。 A/D轉換器的選擇 1．TLC1549是美國德州儀器公司生產的10位模數(shù)轉換器。TLC1549采用CMOS工藝，具有內在的采樣和保持，采用差分基準電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉換范圍，總不可調整誤差達到177。1LSB MAX（）等特點。電源電壓范圍：～輸入電壓范圍：～VCC+輸出電壓范圍：～VCC+正基準電壓： VCC+負基準電壓： 峰值輸入電流（任何輸入端）：177。20mA峰值總輸入電流（所有輸入端）： 177。30Ma工作溫度范圍（自然通風）： TLC1549C 0～70℃TLC1549I 40～80℃TLC1549M 65～125℃2．工作原理：在芯片選擇（CS）無效的情況下，I/O CLOCK 最初被禁止且 DATA OUT處于高阻狀態(tài)。當串行接口把CS拉至有效時，轉換時序開始允許I/O CLOCK工作并使DATA OUT 脫離高阻狀態(tài)。串行接口然后把I/O CLOCK 序列提供給I/O CLOCK 并從DATA OUT 接收前次轉換結果。I/O CLOCK 從主機串行借口接收長度在10和16個時鐘之間的輸入序列。開始10個I/O時鐘提供采樣模擬輸入的控制時序。在CS的下降沿，前次轉換的MSB出現(xiàn)的DATA OUT 端。10位數(shù)據(jù)通過 DATA OUT 被發(fā)送到主機串行接口。為了開始轉換，最少需要10個時鐘脈沖。如果I/O CLOCK傳送大于10個時鐘長度，那么在的10個時鐘的下降沿，內部邏輯把 DATA OUT 拉至低電平以確保其余位的值為零。在正常進行的轉換周期內，規(guī)定時間內CS端高電平至低電平以確保其余位的值為零。在正常進行的轉換周期內，內部邏輯把DATA OUT拉至低電平的跳變可終止該周期，器件返回初始狀態(tài)（輸出數(shù)據(jù)寄存器的內容保持為前次轉換結果）。由于可能被破壞輸出數(shù)據(jù)，所以在接近轉換完成時要小心防止CS被拉至低電平。 信號調理與A/D轉換電路的實現(xiàn)由于溫度傳感器的輸出為MV級信號，而且傳感器的靈敏度和零點都存在差異，必須進行信號調理，以適合A/D轉換器的輸入范圍。，S1為傳感器的輸出范圍，S2為由于傳感器的差異造成的輸出可能的最大范圍，S4為A/D轉換器輸入的范圍，S3是為了適應各種條件的變化，已經留有安全區(qū)的輸入范圍，信號調理電路的作用是將S2與S3進行匹配。信號調理的最佳狀態(tài)是調整到放大器的輸出與A/D轉換器的輸入范圍相匹配，這時系統(tǒng)的精度最高，否則，如果放大器的輸出范圍大于A/D轉換器的輸入，就會使系統(tǒng)的測量范圍減小，如果放大器的輸出范圍小于A/D轉換器的輸入，則會使系統(tǒng)測量精度降低，但是考慮到傳感器、放大器、A/D轉換器等元件的溫漂和時漂等因素造成的變化，應該給這些變化留有一定的空間，使系統(tǒng)有更好的適應性。對于數(shù)字溫度表的設計來說，由于溫度傳感器都存在一定的超溫安全系數(shù)，因此，應該在滿量程以上留有一部分空間，仍然可以測量并顯示溫度。我們選擇滿量程的10%，超出之后顯示超壓錯誤。同樣在零點也應該留有一定的安全余量，保證在零點漂移后仍能夠有數(shù)據(jù)顯示，這些都需要在校準過程中給予注意。傳感器的輸出為一個電阻橋路，數(shù)字溫度表的精度目標社定在1%，因為Pt100傳感器本身是一個電阻傳感器，靠電阻的變化來測量溫度的變化，而工業(yè)現(xiàn)場要求的遠程測量需要遠距離的導線，因為導線本身就存在電阻，如果不考慮這些因素的話，就會對測量精度造成很大的影響，甚至測量錯誤，因為必須進行溫度補償。本課題采用對放大器的正端輸入測量信號，負端輸入補償信號，對遠距離傳輸進行溫度補償。一般Pt100電阻范圍為100Ω～175Ω左右，所以在溫度補償一端接一個100Ω的電阻，使正端與負端互