【正文】 型或陣列方式使用，結(jié)構(gòu)布置簡單且體積小。（4）半導(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器。一種傳光型光纖溫度傳感器，是指在光纖傳感系統(tǒng)中，光纖僅作為光波的傳輸通路，而利用其它如光學(xué)式或機(jī)械式的敏感元件來感受被測溫度的變化。（5）智能溫度傳感器。它是微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動測試技術(shù)（ATE）的結(jié)晶。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D傳感器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU），并且可通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能，即智能化取決于軟件的開發(fā)水平。其中，比較有代表性的數(shù)字溫度傳感器有DS18BMAX657DS172MAX6635等。數(shù)字式溫度傳感器的種類也不少，并且在實(shí)際工程設(shè)計中具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)。如下圖所示: 方案一電路圖 ，該方案的工作原理簡述如下：（1） 鋸齒波是由單結(jié)晶體管BT和R1，R2，R3，W1和C1組成的張馳震蕩產(chǎn)生，然后經(jīng)射極跟隨器VR4輸出。（3） 由VV3以及RRDW1組成一直流開關(guān)，當(dāng)V2基極電壓Ube20()，V2導(dǎo)通，Ube3接近零電位，V3截止，直流開關(guān)導(dǎo)通。（4） 過零脈沖的輸出，由同步變壓器TB，整流橋D1及R10，R11組成一削波同步電源，這個電源與直流開關(guān)的輸出電壓共同去控制V4與V5。在直流開關(guān)導(dǎo)通期間使出連續(xù)的正弦波控制電壓Uk的大小決定了直流開關(guān)導(dǎo)通時間的長短，也就決定了在設(shè)定周期內(nèi)導(dǎo)通的周波數(shù)，從而可輸出功率的調(diào)節(jié)。閉環(huán)控制自動調(diào)溫的基本指導(dǎo)思想是在系統(tǒng)中增設(shè)溫度傳感器和溫度調(diào)節(jié)器，溫度傳感器的基本功能是檢測電爐的實(shí)際溫度，并變換成電壓訊號和爐溫控制電壓Uk進(jìn)行比較，根據(jù)兩者差值的大小（Δe=UkUft）和變化方向（即△e為正還是為負(fù)），通過調(diào)節(jié)器進(jìn)行相反方向的調(diào)節(jié)，使調(diào)節(jié)器的輸出控制直流開關(guān)導(dǎo)通時間的長短，從而使設(shè)定周期內(nèi)晶閘管的導(dǎo)通周波數(shù)增大或者減小，相應(yīng)的電爐溫度升高一點(diǎn)或者減小一點(diǎn)。方案二：為了使得電路的簡單化，采用單片機(jī)作為控制核心來設(shè)計本課題，溫度信號采集使用溫度傳感器DS18B20，溫度控制的基本思想為：通過采集到的溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度之間的差值來控制加熱電阻絲的通電時間長短，從而起到恒溫控制的目的。本方案設(shè)計成本低，具有具有較高的可靠性，對于系統(tǒng)動態(tài)性能與穩(wěn)定要求不是很高的場合非常的合適。當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度時，停止加熱。本文設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)具有如下功能：（1）通過溫度芯片DS18B20采集溫度，并以數(shù)字信號的方式傳送給單片機(jī)。（3）三個按鍵實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)溫度的設(shè)定。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 此方案以AT89C51為核心，通過DS18B20檢測房間溫度，將信號傳輸至單片機(jī)，用四位LED數(shù)碼管顯示溫度，同時通過將檢測的溫度與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定溫度的偏差來控制電阻絲通斷時間的長短，從而達(dá)到恒溫控制的目的。DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。溫度范圍－55℃～＋125℃，固有測溫分辨率177。DS18B20雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題：（1）系統(tǒng)的硬件雖然簡單但需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS18B20進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。當(dāng)單總線上所掛DS18B20超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。由于信號電纜本身存在電阻，距離過長時將導(dǎo)致信號衰減。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達(dá)150m。本系統(tǒng)選用PR35封裝形式。管腳管腳定義說明8腳SOIC 3腳PR352 1GND地1 2I|O數(shù)據(jù)輸入端8 3VCC電源3 4 5 6 7NC空腳 DS18B20管腳排列 DS18B20溫度值表示方法D9為符號位，0表示正，1表示負(fù)，高字節(jié)的其他位（D10～D15）是以符號位的擴(kuò)展位表示的；D0～D8為數(shù)據(jù)位，以二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。溫度數(shù)據(jù)（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)（十六進(jìn)制）+1250000 0000 1111 101000FAH+250000 0000 0011 00100032H+0000 0000 0000 00010001H00000 0000 0000 00000000H+1111 1111 1111 1111FFFFH251111 1111 1100 1110FFCEH551111 1111 1001 0010FF92H DS18B20數(shù)值和溫度的關(guān)系因房間環(huán)境溫度不能出現(xiàn)負(fù)溫情況，因此本系統(tǒng)不考慮負(fù)溫情況，這樣，在硬件選取上可以考慮選用商業(yè)級器件，不必要選用工業(yè)級器件，可以大幅度降低成本。 LED顯示接口電設(shè)計 本系統(tǒng)選用的是四位數(shù)碼管動態(tài)實(shí)時顯示房間溫度。AT89C51 是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)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(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89C51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89C51有3個并行I/O端口，P0:～、～、～。P1端口可以作為普通I/O口使用，、～。引腳特殊功能T2: 定時器|計數(shù)器2的外部計數(shù)器輸入T2EX: 定時器|計數(shù)器2的捕捉|重載觸發(fā)及方向控制MOSI: 用于在線編程（ISP）MOSI: 用于在線編程（ISP）SCK: 用于在線編程（ISP） AT89C51 P1端口的特殊功能引腳特殊功能RXD (串行口輸入)TXD (串行口輸入)INT0 (外部中斷輸入0)INT1 (外部中斷輸入1)T0（定時器0外部輸入）T1（定時器1外部輸入）WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫控制）RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀控制） AT89C51 P3端口的特殊功能單片機(jī)在本房間溫度監(jiān)控系統(tǒng)中主要用于通訊及溫度采集。單片機(jī)與控制電路共用一個外部時鐘，采用片內(nèi)存儲器，設(shè)有上電復(fù)位功能。LED顯示器按其發(fā)光管排布結(jié)構(gòu)的不同，可分為LED數(shù)碼管顯示其和LED點(diǎn)陣顯示器。LED點(diǎn)陣顯示器雖然顯示靈活，但其占用的單片機(jī)系統(tǒng)軟件、硬件資源遠(yuǎn)大于LED數(shù)碼管。本系統(tǒng)選用的是LED數(shù)碼管顯示器。靜態(tài)顯方式程序非常簡單，占用CPU時間資源很少，只是在顯示字符改變時調(diào)用一下顯示程序。一般用于數(shù)碼管位數(shù)較少的場合。動態(tài)掃描顯示方式的工作原理是：逐個地循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器，也就是說在任意時刻只有1位顯示器在顯示。： 溫度控制電路的設(shè)計 通過調(diào)節(jié)脈沖寬度來控制雙向可控硅的通斷。反之脈沖寬度變窄（占空比減小）時，雙向可控硅的導(dǎo)通時間縮短，電阻絲的加熱時間縮短使得溫度降低。4 脈寬調(diào)制PWM就是脈沖寬度調(diào)制的英文縮寫，方波高電平時間跟周期的比例叫占空比，例如1秒高電平1秒低電平的PWM波占空比是50%　 脈寬調(diào)制PWM是開關(guān)型穩(wěn)壓電源中的術(shù)語。脈寬寬度調(diào)制式（PWM）開關(guān)型穩(wěn)壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過電壓反饋調(diào)整其占空比，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機(jī)PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化。 　　模擬信號的值可以連續(xù)變化，其時間和幅度的分辨率都沒有限制。與此類似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內(nèi)。 　　模擬電壓和電流可直接用來進(jìn)行控制，如對汽車收音機(jī)的音量進(jìn)行控制。擰動旋鈕時，電阻值變大或變??；流經(jīng)這個電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅(qū)動揚(yáng)聲器的電流值，使音量相應(yīng)變大或變小。 　　盡管模擬控制看起來可能直觀而簡單，但它并不總是非常經(jīng)濟(jì)或可行的。能夠解決這個問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重(如老式的家庭立體聲設(shè)備)和昂貴。模擬電路還可能對噪聲很敏感，任何擾動或噪聲都肯定會改變電流值的大小。此外，許多微控制器和DSP已經(jīng)在芯片上包含了PWM控制器，這使數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)變得更加容易了。它的產(chǎn)生將定時計數(shù)器設(shè)定在10ms定時，后通過寄存器R3來控制脈寬調(diào)制信號的周期，本課題只是達(dá)到一種模擬的效果，在精確上沒有過高的要求，因此將1s周期分成100等份，即設(shè)定定時器的定時為10ms，R3中啟動定時器的次數(shù)100。 可控脈沖?？傊l(fā)熱元件上釋放出能量的高低由矩形波在一個周期內(nèi)高電平的時間長短所決定的。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。 　　對噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是PWM相對于模擬控制的另外一個優(yōu)點(diǎn)，而且這也是在某些時候?qū)WM用于通信的主要原因。在接收端，通過適當(dāng)?shù)腞C或LC網(wǎng)絡(luò)可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號還原為模擬形式。 5系統(tǒng)軟件設(shè)計本設(shè)計總體程序框圖如下，總體程序由主程序，按鍵子程序，溫度獲取子程序三部分組成。、漏接處。4元件是否都對首先應(yīng)進(jìn)行上電前的準(zhǔn)備。在經(jīng)過檢查確認(rèn)芯片的焊接沒有任何問題的情況下，進(jìn)行上電檢查，在電源打開后，先判斷電路是否存在異常，如出現(xiàn)芯片過熱等現(xiàn)象，應(yīng)及時切斷電源，檢查電路故障。首先測量電源芯片的輸出電壓是否正常，然后用示波器分別測量各個主要芯片電源引腳，察看電源的波形情況，如有紋波，則在預(yù)先留出的位置上焊上退耦電容以消除紋波，保證芯片工作正常。在確定晶振起振后，按住復(fù)位鍵，使單片機(jī)始終保持在復(fù)位狀態(tài)，同時測量其各個引腳的電平情況，并同數(shù)據(jù)手冊上表述的復(fù)位時的芯片引腳狀態(tài)進(jìn)行比對，由此可判斷單片機(jī)是否正常。