【正文】 單，實(shí)現(xiàn)比較容易。溫度傳感模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，譯碼顯示模塊，溫控執(zhí)行和報(bào)警模塊均與方案A相同，不同處在于控制溫度設(shè)定方式和溫度超限判斷方式。方案B主要采用數(shù)字邏輯芯片數(shù)字比較器、鎖存器等控制實(shí)現(xiàn)，其工作的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和功能擴(kuò)展性較強(qiáng)。結(jié)合以上兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，我們選擇方案B進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化，所以能作溫度傳感器的材料相當(dāng)多。 方案一：采用二極管做溫度傳感器 晶體二極管或三極管的PN結(jié)的結(jié)電壓是隨溫度而變化的。這種傳感器有較好的線性，尺寸小，—2秒，靈敏度高。同型號的二極管或三極管特性不完全相同，因此它們的互換性較差。因此用它來組成一個(gè)測溫系統(tǒng)，線路簡單，十分方便。② 在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無二的序列號。④ 測量溫度范圍在0℃到＋120℃之間。⑥ 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 方案三：用LM35做溫度傳感器 LM35是一種得到廣泛使用的溫度傳感器。在上述電壓范圍以內(nèi)，芯片從電源吸收的電流幾乎是不變的（約50μA），所以芯片自身幾乎沒有散熱的問題。LM35集成溫度傳感器是利用一個(gè)熱電偶檢測相應(yīng)的溫度，熱電偶是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如下圖211所示。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應(yīng)工作的。轉(zhuǎn)換公式如下：LM35溫度傳感器線性度好，電路簡單。LM35溫度傳感器電源供應(yīng)模式有單電源與正負(fù)雙電源兩種。圖212（a）單電源模式圖212（b）雙電源模式單電源提供正溫度的測量，正負(fù)雙電源的供電模式可提供負(fù)溫度的量測。C下靜止電流約50μA，工作電壓較寬，可在4—20V的供電電壓范圍內(nèi)正常工作非常省電。圖213 電流溫度特性曲線考慮到本課題的要求，我們選用單電源模式，其電路圖如下214所示。根據(jù)所選AD轉(zhuǎn)換器的芯片參數(shù)，放大倍數(shù)選擇為3。為了保證溫度傳感器熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：① 組成溫度傳感器熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與溫度傳感器熱電偶自由端的連接要方便可靠；④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。AD574A可以把電壓信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，但是二進(jìn)制數(shù)并不能直接在數(shù)碼管上顯示，所以AD574A輸出的二進(jìn)制數(shù)到8421BCD碼的轉(zhuǎn)換成為該方案的核心問題，經(jīng)過查閱大量資料，最終決定采用281024 CMOS EEPROM實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制到8421BCD碼的，其電路連接簡單，轉(zhuǎn)換效率高，功耗低，出錯(cuò)率低。具體電路和實(shí)施方案以及AD574A的詳細(xì)資料見后文“”。該方式雖然簡便可行，但其受外界環(huán)境干擾較大，特別是當(dāng)實(shí)際溫度在控制溫度附近時(shí)，有可能由于其它干擾達(dá)不到理想的溫控效果，溫度控溫精度并不高。如圖222所示：通過計(jì)數(shù)器，把設(shè)定溫度以8421BCD碼的形式保存到鎖存器中，經(jīng)過級聯(lián)的數(shù)值比較器與EEPROM輸出的代表溫度的8421BCD碼進(jìn)行比較。圖222 控制溫度設(shè)定與溫度超限判斷方案二框圖綜上所述，方案二溫度設(shè)定簡單方便，控制更加精確，工作穩(wěn)定性更好。由此可以畫出此系統(tǒng)的具體框圖如下圖223所示。由于A/D轉(zhuǎn)換器輸入的模擬信號在時(shí)間上是連續(xù)的，輸出的數(shù)字信號是離散的。因此，一般的A/D轉(zhuǎn)換過程需要經(jīng)過采樣、保持、量化和編碼這四個(gè)步驟來完成。因?yàn)槊看伟巡蓸拥玫降碾妷褐缔D(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字都需要經(jīng)過一段的時(shí)間T，所以在時(shí)間T中要保持采樣值的不變，及要求利用保持電路對采樣值經(jīng)行儲存。為了將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在A/D轉(zhuǎn)換過程中，還必須將采樣后獲得的輸出電壓按照某種近似方式規(guī)劃到與之相應(yīng)的離散電平上。量化后的數(shù)值經(jīng)過編碼后就可得到相應(yīng)的數(shù)字信號。圖224 系統(tǒng)完整框圖 AD574 是美國模擬數(shù)字公司（Analog ）推出的單片高速12 位逐次比較型A/D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙極性電路構(gòu)成的混合集成轉(zhuǎn)換顯片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特點(diǎn)，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只需外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個(gè)完整的A/D 轉(zhuǎn)換器，其主要功能特性如下： 分辨率為12 位。1/2LBS 或177。轉(zhuǎn)換速率為25us 。5V 和0~177。電源電壓為177。 數(shù)據(jù)輸出格式為12 位二進(jìn)制代碼。 圖225 AD574A引腳圖AD574A 的引腳說明： [1]. Pin1(V Logic)——邏輯電源+5V電源輸入端。 [3]. Pin3(CS )——片選端，低有效。與12/8端用來控制啟動轉(zhuǎn)換的方式和數(shù)據(jù)輸出格式。 [6]. Pin6(CE)——使能端，高有效。 [8]. Pin8(REF OUT)——10V 基準(zhǔn)電源電壓輸出端。 [10]. Pin10(REF IN)——基準(zhǔn)電源電壓輸入端。 [12]. Pin12(BIP OFF)——單極性輸入時(shí)BIP OFF接模擬公共地，雙極性時(shí)BIP OFF接對應(yīng) 的5V、10V[13]. Pin13(10V IN)——單極性0～10 V模擬量輸入；雙極性0～ 177。[14]. Pin14(20V IN)——單極性0～20 V模擬量輸入；雙極性0～ 177。[15]. Pin15(DGND)——數(shù)字地端。 [17]. Pin28(STS)——工作狀態(tài)指示信號端，當(dāng) STS=1 時(shí)，表示轉(zhuǎn)換器正處于轉(zhuǎn)換狀態(tài)，當(dāng) STS=0 時(shí)，聲明A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，通過此信號可以判別A/D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)，作為單片機(jī)的中斷或查詢信號之用。REF IN，REF OUT端為參考電壓輸入（通過調(diào)節(jié)滑動變阻器0~10V可調(diào)，用于校準(zhǔn)）。℃。ADC的CLK端與555和少量阻容元件構(gòu)成的多諧振蕩器相連接，R6=140kΩ，R7=3kΩ，C5=10μF555的3腳為輸出端，其高電平持續(xù)時(shí)間T1=70. (R6+R7)C5≈1s，低電平持續(xù)時(shí)間T2=(R7C5)≈21ms。輸出高電平時(shí)，在該電路中AD5740處于12位數(shù)據(jù)并行讀取狀態(tài)，其轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)據(jù)被傳送到EEPROM中。即把1450個(gè)溫度值的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位當(dāng)作源碼作為存儲器EEPROM的地址碼，把需要轉(zhuǎn)換的8421BCD碼作為 “目的”碼寫入地址對應(yīng)的存儲器EEPROM內(nèi)部單元。該1450個(gè)溫度值的數(shù)字解碼器是四位數(shù)顯示，所以選用有16個(gè)位線的281024 EEPROM，實(shí)際中，也可根據(jù)制造的成本視情況選擇兩片8個(gè)位線的EEPROM（如：27C32）進(jìn)行位線擴(kuò)展，擴(kuò)展成16位。D0~D3，D4~D7，D8~D11，D12~D15分別輸出小數(shù)位、個(gè)位、十位、百位的8