【正文】 力式溫度計。 國內(nèi)外測溫技術(shù)及其發(fā)展趨勢 國內(nèi)外測溫技術(shù)現(xiàn)狀隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測技術(shù)也有了不斷的進(jìn)步，目前的溫度檢測使用的溫度計種類繁多，應(yīng)用范圍也較廣泛，大致包括以下幾種方法。按照選題要求應(yīng)實(shí)現(xiàn)溫度測量精度0。 本課題主要為采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度采集與多功能數(shù)字鐘的制作。它的出現(xiàn)和發(fā)展，標(biāo)志著單片嵌入技術(shù)已經(jīng)成為電子系統(tǒng)設(shè)計的一個重要發(fā)展方向。單片機(jī)以其體積小、可靠性高、功能的專門化為特點(diǎn)。 將微處理器、存儲器、I/O電路集成到一塊半導(dǎo)體芯片的技術(shù)再次推動了這種嵌入式技術(shù)的發(fā)展，單片微型計算機(jī)是這種設(shè)計技術(shù)中的一個典型代表。微處理器的出現(xiàn)，推動了微型計算機(jī)的發(fā)展，同時也引起了電子設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域的探到變革—電子技術(shù)專業(yè)人員，使之可以把微處理器部件像其他集成電路一樣嵌入到電子系統(tǒng)中，使電子系統(tǒng)具有可編程序的智能化特點(diǎn)，開辟了計算機(jī)技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的廣闊大地。該系統(tǒng)具有性能可靠、測溫準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉等特點(diǎn),并兼具線路簡捷、使用靈活、抗干擾性好、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。近年來,利用智能化數(shù)字式溫度傳感器以實(shí)現(xiàn)溫度信息的在線檢測已成為溫度檢測技術(shù)的一種發(fā)展趨勢。s temperature，as the development direction of temperature measurement in the future；According to the practical demands, I design corresponding hardware system；The system can realize data acquisition，showing of temperature discuss the future of the instrument.The multifunctional intellectual temperature measure instrument introduced by the paper is the system of 8051 singlechip microputer and conventional measureing ponent一AD590. The mathematic model is appropriate，and measurement method is easy to be excuted. The electronic ponents used are anti一jamming，less zerodrift and less temperaturedrift. The instrument is convenient and applicabale，it is steady，reliable and so fit to use. At the same time, it has larger scope of measurement and it can be used in many kinds of object measured. It has intellectualized the process[4].Keywords: Temperature Measurement, Multipurpose, Intelligentiztion,Singlechip MicroputerII多功能智能化溫度測量儀設(shè)計第1章 緒 論 引言溫度測量是現(xiàn)代檢測技術(shù)的重要組成部分,在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和安全生產(chǎn)等方面起著關(guān)鍵的作用。該測量儀總體特點(diǎn)是使用簡便、實(shí)用、使用對象廣、并且實(shí)現(xiàn)了自動化。本系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型合理，測量方法容易實(shí)現(xiàn)。多功能智能化溫度測量儀設(shè)計摘要：本文主要介紹了溫度的自動測量，包括溫度傳感器、單片機(jī)接口及其應(yīng)用軟件的設(shè)計，大體分為以下幾大部分：介紹了國內(nèi)外溫度檢測技術(shù)和特種測溫一鋼水溫度檢測的發(fā)展現(xiàn)狀，并且分析了溫度檢測技術(shù)的未來發(fā)展方向；根據(jù)實(shí)際使用要求設(shè)計了相應(yīng)的單片機(jī)硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、 數(shù)據(jù)處理、溫度值的在線顯示以及時鐘電路的時間顯示；簡略介紹了該儀表的軟件部分；對該溫度儀表的未來發(fā)展進(jìn)行了展望。多功能智能化溫度測量儀是以8051單片機(jī)系統(tǒng)和溫度檢測元件一AD590相結(jié)合的溫度測量系統(tǒng)。實(shí)際儀器采用抗干擾、低零漂、低溫漂的電子元件，性能穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：溫度測量 多功能 智能化 單片機(jī)Designe on Multifunctional Intellectual Temperature Measure InstrumentAbstract：The thesis introduces automatical measurement of temperature，includingtemperature sensor，I/ O of singlechip microputer and application software，it can be divided into some parts：It introduces the development of temperature measurement and Temperature measuring一measurement of molten steel39。因此,能夠確?？焖?、準(zhǔn)確地測量溫度的技術(shù)及其裝置普遍受到各國的重視。本文介紹的智能溫度檢測系統(tǒng),以智能化數(shù)字式溫度傳感器與PIC 微處理器有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成了一種新型智能化溫度檢測系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，將組成CPU的部件集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，這個具有CPU功能的大規(guī)模集成電路芯片就稱之為微處理器（MPU）。單片機(jī)適用于測量和控制領(lǐng)域，它以芯片形式嵌人到電子產(chǎn)品或系統(tǒng)中起到“電腦”作用，受到電子專業(yè)技術(shù)人員的青睞。沿著與適用微處理器不同的方向發(fā)展。突出民用產(chǎn)品的低成本多動能的特點(diǎn)。5℃，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字鐘和溫度測量部分的通過鍵盤進(jìn)行控制。(1)利用物體熱脹冷縮原理制成的溫度計。(2)利用熱電效應(yīng)技術(shù)制成的溫度檢測元件。熱電偶發(fā)展較早，比較成熟，至今仍為應(yīng)用最廣泛檢測元件之一。(3)利用熱阻效應(yīng)技術(shù)制成的溫度計。(4)利用熱輻射原理制成的高溫計。一種是全輻射高溫計，它的原理是物體吸收熱輻射后 ，視物體本身的性質(zhì)，能將它吸收、透過或反射。(1) 擴(kuò)展檢測范圍。尤其是液化氣體的極低溫度檢測更為迫切，如IOK 以 下 的溫度檢測是當(dāng)前重點(diǎn)研究課題。溫度檢測技術(shù)將會由點(diǎn)測溫發(fā)展到線、面，甚至立體的測量。(3) 發(fā)展新型產(chǎn)品。同時利用新的檢測技術(shù)制造出新的產(chǎn)品。在許多場合中的溫度檢測器有特殊要求，例如防爆、防硫 、 耐 磨等性能要求。(5) 顯示數(shù)字化。其最大優(yōu)點(diǎn)是直觀、無度數(shù)誤差、分辨 率 高 、測量誤差小，因而有廣闊的銷售市場。應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，快速、準(zhǔn)確、自動地標(biāo)定溫度檢測器。(1) 繼續(xù)生產(chǎn)量大面廣的傳統(tǒng)溫度檢測元件，如:熱電偶、熱電阻、熱敏電阻等。如近來己開發(fā)的炭化硅薄膜熱敏電阻溫度 檢 測 器，厚膜、薄膜鉑電阻溫度檢測器，硅單晶熱敏電阻溫度檢測器等。新產(chǎn)品不僅要具有檢測功能，又要具有判 斷 和 指令等多功能，采用微機(jī)向智能化方向發(fā)展。利用此原理制成的溫度計大致分成三大 類 : 玻璃溫度計、雙金屬溫度計、壓力式溫度計。利用此技術(shù)制成的溫度檢測元件主要是 熱 電 偶。 熱 電 偶具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、測量范圍寬、精度高、熱慣性小等特點(diǎn)， 因 此 廣泛作為溫度傳感器的敏感元件。用此技術(shù)制成的溫度計大致可分成以下幾種: 電 阻 測溫元件、導(dǎo)體測溫元件、陶瓷熱敏元件。熱輻射高溫計通常分為兩種:一種是單色輻射高 溫 計 ，一般稱光學(xué)高溫計。 單片機(jī)[1]單片機(jī)是微機(jī)發(fā)展的一個分支,是為了適應(yīng)控制系統(tǒng)微型化、集成化的需要而生產(chǎn)和發(fā)展起來的。如果將8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個階段（1）第一階段（19761978）：單片機(jī)的控索階段。MCS48的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控索的公司還有Motorola 、Zilog等，都取得了滿意的效果。Intel公司在MCS48 基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS51。 ①完善的外部總線。 ②CPU外圍功能單元的集中管理模式。 ④指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。 （3）第三階段（19821990）：8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。隨著MCS – 51系列的廣應(yīng)用，許多電氣廠商競相使用80C51為內(nèi)核，將許多測控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、多通道A/D轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機(jī)中，增強(qiáng)了外圍電路路功能，強(qiáng)化了智能控制的特征。（4）第四階段（1990—）：微控制器的全面發(fā)展階段。 單片機(jī)的分類單片機(jī)作為計算機(jī)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域，應(yīng)用一個較科學(xué)的分類方法。1.例如，80C51是通用型單片機(jī)，它不是為某種專用途設(shè)計的；專用型單片機(jī)是針對一類產(chǎn)品甚至某一個產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計的要求，在片內(nèi)集成ADC接口等功能的溫度測量控制電路?？偩€型/非總線型 這是按單片機(jī)是否提供并行總線來區(qū)分的。3.一般而言，工控型尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)；用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、低價格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。例如，80C51類單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。單片機(jī)的這種高性能，低價格是它最顯著的一個特點(diǎn)。有的單片機(jī)為了提高速度和執(zhí)行效率，可是采用了RISC 流水線和DSP的設(shè)計技術(shù)，使單片機(jī)的性能明顯優(yōu)于同類型微處理器，有的單片機(jī)片內(nèi)的ROM可達(dá)64KB（式中的‘B’表示為字節(jié)），片內(nèi)RAM可達(dá)2KB，單片機(jī)的尋址已突破64KB的限制，八位和十六位單片機(jī)尋址可達(dá)1MB和16MB。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。（3）控制功能強(qiáng)。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。（4）低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。 V 的電壓下運(yùn)行， V下工作；功耗降至為μA級，一粒紐扣電池就可以長期使用。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。外部總線增加了I C（InterIntegrated Circuit）及SPI（Serial Peripheral Interface）等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。其主要在智能儀器和控制中的應(yīng)用。單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用 單片機(jī)廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集成機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品，例如微機(jī)控制的車床、鉆床等。(3)例如，在工業(yè)測控、航空航天、尖端武器、機(jī)器人等各種實(shí)時控制系統(tǒng)中，都可以用單片機(jī)作為控制器。(4)多機(jī)系統(tǒng)一般由若干臺功能各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用 自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。由于它的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，技術(shù)要求各不相同，因此應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計可以是各種各樣的，但總體設(shè)計方法和研制步驟基本相同。對一般的應(yīng)用系統(tǒng)，大都要經(jīng)歷如下步驟：① 提出問題，了解現(xiàn)場，明確指標(biāo)。② 進(jìn)行可行性論證，提出初步方案。如果可行，應(yīng)對接受的課題提出初步方案，劃分軟、硬件各分課題的任務(wù)。軟、硬件所承擔(dān)的任務(wù)明確之后，則可以分別設(shè)計出軟、硬件各自的功能及實(shí)現(xiàn)的方案。⑤ 對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、修改、完善。單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)和一般的計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件所組成。硬件和軟件只有緊密相結(jié)合，協(xié)調(diào)一致，才能組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、在線仿真調(diào)試、程序固化等幾個階段。硬件設(shè)計主要包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器芯片的選擇和設(shè)計；I/O電路、A/D、D/A及有關(guān)外圍電路的設(shè)計；系統(tǒng)地址譯碼電路、總線驅(qū)動器等的設(shè)計等。一般采用匯編語言編程較為適合。軟件設(shè)計完成后，進(jìn)行在線仿真調(diào)試，也即查找程序中的錯誤。軟件和硬件聯(lián)調(diào)完成以后，反復(fù)運(yùn)行正常則可將用戶系統(tǒng)程序固化到EPROM中，插入用戶樣機(jī)，用戶系統(tǒng)即可脫離開發(fā)系統(tǒng)獨(dú)立工作。本章主要分析了國內(nèi)外溫度測試的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢，系統(tǒng)的介紹了本課題主要用到單片機(jī)。第 2 章 多功能智能化溫度測量儀設(shè)計 課題主要內(nèi)容在掌握《傳感器與傳感器技術(shù)》和《單片機(jī)原理與應(yīng)用》等教材內(nèi)容和教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，分析國內(nèi)外測溫狀況，研究分析熱電偶的測溫原理、熱電偶的安裝使用方法以及熱電偶檢定，確定單片機(jī)的硬件設(shè)計，制定多功能溫度測量儀器設(shè)計方案，確定硬件并寫出程序藍(lán)本。本文介紹了該測量儀的研制，包括溫度傳感器、單片機(jī)接口及其應(yīng)用軟件，其主要內(nèi)容如下:1 介紹了國內(nèi)外溫度檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，以及溫度檢測技術(shù)的未來發(fā)展方向。3 根據(jù)實(shí)際使用要求設(shè)計了相應(yīng)的單片機(jī)硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、溫度值的實(shí)時顯示和存儲等。5 介紹本儀器的優(yōu)點(diǎn)及不足，并對未來的發(fā)展提出了展望。