【正文】 發(fā)，通過分析進行實時優(yōu)化。（二）市場調(diào)研能力。（四）電路設(shè)計能力。（七）創(chuàng)新能力。并需說明設(shè)計方案的構(gòu)思依據(jù)、設(shè)計思路、系統(tǒng)原理、設(shè)計過程及系統(tǒng)工作流程圖。第二章 溫度傳感器的簡介 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究過程中，溫度是需要測量和控制的重要參數(shù)之一。溫度的測量及控制對保證產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進國民經(jīng)濟的發(fā)展起到非 常重要的作用。不少材料、元件的特 性都隨溫度的變化而變化，所以能做溫度傳感器的材料相當(dāng)多。溫度傳感器的發(fā)展很快，種類很多，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，新型溫度傳感器還會不斷的涌現(xiàn)。 溫度傳感器的發(fā)展歷史人們研究溫度測量的歷史已相當(dāng)久遠，所使用的傳感器也種類很多。傳統(tǒng)的熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導(dǎo)體溫度傳感器，均屬于分立式溫度傳感器，傳感器本身就是一個完整的、獨立的感溫元件。使用時還需配上二次儀表，才能完成溫度測量及控制功能。因此，分立式溫度傳感器將逐漸被淘汰。模擬集成溫度傳感器是在20 世紀(jì)80 年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC，它屬于最簡單的一種集成溫度傳感器。外圍電路簡單，它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用員為普遍的一種集成傳感器。 模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)、可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有LM5 AD22105 和MAX6509。 智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20 世紀(jì)90 年代中期問世的。目前，國際上許多著名的集成電路生產(chǎn)廠家己開發(fā)出上百種智能溫度傳感器產(chǎn)品。 智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、AD 轉(zhuǎn)換器、存儲器(或寄存器)和接口電路。 智能溫度控制器是在智能溫度傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。智能溫度傳感器／控制器可廣泛用于溫度測控系絞、計算機及家用電器中。例如，美國MAXIM 公司最新研制的MAXl298 和MAXl299 型5 通道12 位ADC 芯片，片內(nèi)就集成了精密溫度傳感器，在—40 到85℃范圍內(nèi)的測溫精度可達177。MAXl298／1299 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部電路如圖2—1 所示。該串行接口能與SPI 總線、QSPI 總線及MICROWIRE 服總線兼容。作差分輸入時可構(gòu)成3 通道溫控系統(tǒng)，單端輸入時能構(gòu)成5 通道溫控系統(tǒng)(不包括本地測溫通道)。其模擬輸入端既可接電壓信號，亦可接溫度傳感器。 提高測溫精度和分辨率 在20 世紀(jì)90 年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8 位A/D 轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨率只能達到1℃。特別是由美國DALLAS 半導(dǎo)體公司新研制的DS1624 型高分辨率智能溫度傳感器，采用13 位A/D 轉(zhuǎn)換器，能夠輸出13 位二進制數(shù)據(jù)，℃，測溫精度為177。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高 速逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器。 不斷增加測試功能新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強。DS1624 還增加了存儲功能，利用芯片內(nèi)部256 字節(jié)的E PROM 存儲器，可存儲用戶的短信息。另外，智能溫度傳感器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。對某些智能溫度傳感器而言，主機（外部微處理器或單片機）還可通過相應(yīng)的寄存器來設(shè)定其A/D 轉(zhuǎn)換速率(典型產(chǎn)品為MAX6654)，分辨率及最大轉(zhuǎn)換時間(典型產(chǎn)品為DSl624)。典型產(chǎn)品有DSl6DS162TCN7LM7MAX6625。 與此同時，智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。第一種屬于一線串行總線，第二、三種屬于二線串行總線，第四種則為三線串行總線。 傳統(tǒng)的A／D 轉(zhuǎn)換器大多采用積分式或逐次比較式轉(zhuǎn)換技術(shù)，其缺點是噪聲容限低，抑制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差，分辨率較低、成本較高，線性度也不夠理想。普遍采用了高性能的∑—?式A/D 轉(zhuǎn)換器，它能以很高的采樣速率和很低的采樣分辨率將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再利用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù)，來提高有效分辨率。這種智能溫度傳感器兼有抑制串模干擾能力強、分辨力高、線性度好、成本低等優(yōu)點。僅當(dāng)被測溫度連續(xù)超過上限或低于下限的次數(shù)達到或超過所設(shè)定的次數(shù)n(n=1 至4)時，才能觸發(fā)中斷端。這就意味著假如設(shè)定n＝3 時，那么偶然受到一次或兩次喚聲干擾，都不會影響溫控系統(tǒng)的正常工作。這種系統(tǒng)具有完善的過熱保護功能，可用來監(jiān)控筆記本電腦和服務(wù)器中CPU 及主電路的溫度。一旦CPU 或主電路的溫度超出所設(shè)定的上、下限時， INT端立即使主機產(chǎn)生中斷，再通過電源控制器發(fā)出信號，迅速將主電源關(guān)斷起到保護作用。上述三重安全件保護措施已成為國際上設(shè)計溫控系統(tǒng)的新觀念。當(dāng)人體放電時，TCN75型智能溫度傳感器的串行接口端、中斷/比較器信號輸出端和地址輸入端均可承受1000V的靜電放電電壓，LM83型智能溫度傳感器則可承受4000V的靜電放電電壓。MAX6654還具有選擇“寄生阻抗抵消”（Parasitic Resistance Cancellation，英文縮寫為PRC）模式，能抵消遠程傳感器引線阻抗所引起的測溫誤差，即使引線阻抗達到100Ω，也不會影響測量精度。（1） 虛擬傳感器自20世紀(jì)90年代以來，一種全新模念的“虛擬儀器”正獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用。它將儀器硬件（例如數(shù)字采集系統(tǒng)、A/D、D/A裝喚器、數(shù)字I/O）、計算機資源（如微處理器、存儲器、顯示器）、軟件（如傳感器標(biāo)定、軟面板、圖形界面、數(shù)據(jù)處理、信息交換等）有機的結(jié)合起來，構(gòu)成軟硬結(jié)合、實虛共體的新一代電子測量儀器。利用軟件來建立傳感器模型、標(biāo)定參數(shù)及標(biāo)定模型，以實現(xiàn)最佳性能指標(biāo)。使用時，傳感器通過數(shù)據(jù)采集接壘計算機，首先從計算機輸入該傳感器的產(chǎn)品序列號，再從軟盤上讀出有關(guān)數(shù)據(jù)，然后自動完成對傳感器的檢查、傳感器參數(shù)的讀取，傳感器設(shè)置和記錄工作。這樣在以后的產(chǎn)品設(shè)計過程中對元件選擇可以均衡各種性能的要求來決定。這里講的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不限于傳感器總線，還應(yīng)包括現(xiàn)場總線、局域網(wǎng)和因特網(wǎng)。一個分布式智能溫度傳感器系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)將每個傳感器節(jié)點、控制節(jié)點和中央控制器聯(lián)系起來的?？刂乒?jié)點則根據(jù)從網(wǎng)絡(luò)讀取的溫度數(shù)據(jù)來確定合適的控制方式。傳感器節(jié)點和控制節(jié)點不僅互相獨立，節(jié)點的數(shù)量可根據(jù)實際需要而定，而且能做到“即插即用”（Plug﹠Play）,在更換傳感器節(jié)點時，也無需對傳感器進行標(biāo)定和校準(zhǔn)，這樣就極大的方便了用戶。最近，ADI公司已在單片系統(tǒng)芯片的研究上取得了突破性進展，開發(fā)出精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)級芯片(SOC)。儀器儀表和通信等領(lǐng)域。第三章 智能溫度傳感器與單片機 智能溫度傳感器的產(chǎn)品分類智能溫度傳感器采用了數(shù)字化技術(shù)，能以數(shù)據(jù)形式輸出被測溫度值。按照串行總線劃分有單線總線（1—Wire）、二線總線（含SMBUS、I2C總線）三線總線（含SPI總線）幾種類型。多通道智能溫度傳感器除具有內(nèi)置溫度傳感器之外，還專門增加了若干個遠程測溫通道，通過在總線上接多片同種型號的芯片，很容易將通道擴展到幾十路，這就為研制多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了便利條件。 智能溫度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)智能溫度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，詳見表3—1表31智能溫度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo) 單片機AT89C2051的簡介單片機AT89C2051 具有低電壓供電和小體積等特點,兩個端口剛好滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要,很適合便攜式產(chǎn)品的設(shè)計使用,系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電. AT89C2051 提供如下的標(biāo)準(zhǔn)功能：2KB 閃速存貯器，128B 內(nèi)部RAM，15 根I/O 口引線，兩個16 位定時器/計數(shù)器，一個五向量兩極中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行口，一個精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。在空閑方式下，CPU 停止工作，但允許內(nèi)部RAM、定時器、計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89C51 的結(jié)構(gòu)框與AT89C51 類似。和MCS—51 產(chǎn)品兼容。2KB可重編程閃速存儲器。耐久性：1000次寫/擦除周期。—6V的工作范圍。全靜態(tài)操作：0Hz—24MHz。128字節(jié)內(nèi)部RAM。第四章 DS18B20數(shù)字溫度計 DS18B20溫度傳感器的性能特點DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。C64 位ROM和單線接口高速緩存存儲器與控制邏輯溫度傳感器高溫觸發(fā)器TH低溫觸發(fā)器TL配置寄存器8位CRC發(fā)生器Vdd I/