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关键词：单片机应用;温度测控系统;设计
引言
近几年以来由于计算机技术的进步国外在温度传感器发展迅猛在此研究领域里取得了相当大的成就。现代工艺要求对于实时温度的监测和控制不断增多，且需要达到的精度也越来越高。所以温度控制系统得到越来越多的人的重视，应用范围也持续的增加。温度控制由于不同的生产情况和工艺要求有着各种各样的要求，因此对温度的控制采用的方式也要根据实际情况而采取不同的方式。温度控制的燃料有煤气、天然气、电等，像加热炉等温度控制工艺主要应用于机械、化工等方面。以达到对温度的比较、控制。单片机发展迅速，尤其是现在对温度控制的要求越的来越精密，单片机进行温度控制的质量要求越来越高。由于生产工艺和设计能力的不断提高，单片机也在向着更高集成化、更多位多功能，更强化处理控制问题的能力、更快的运算速度、更低的成本，更少的功耗、更兼容开发和更加完美的的软件固有化的方向发展。
一、总体方案设计
（一）方案比较
对同一种目的的实现，可以用不同的方案，而根据要求提供的测温器件主要有热电偶、热电阻、DS18820等，由这三种不同的测温器件，可构成三种不同的测温方法，下面就着重介绍以下三种方案对同一目的的实现方法。并比较三种方案的优劣。
1.方案一
方案一的原理简述：该方案的各部分电源均由总电源供电，温度传感器为热电偶，热电偶的热端感受被测物体温度t，产生相应的热电势e。热电势e与热端温度t成单值函数关系，用模数转换器ADC将热电势转化为数字量，按照热电势与温度的函数关系将该数字量转换为对应温度值，经译码显示电路显示在数码管上，从而实现数字温度计的功能。
2.方案二
方案二的原理简述：选择DB18820作为本系统的温度传感器，选择单片机为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。这里通过按键选择要测量的单个DS18820的温度，DS18820在采集到输出温度后将温度值转化为数字信号并储存在储存器中。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路，省略了采样、保持电路、运放、数模转换电路以及进行长距离传输时的串并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。当LCD1602液晶显示屏接收到来自单片机传送来的温度信息后，分别显示当前的温度;若采集的温度超过高温报警值或低于低温报警值则产生报警。
本设计运用主从分布式思想，由一台上位机，单片机多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统。该系统采用RS-232串行通讯标准，通过上位机单片机进行现场温度采集。温度值既可以送回主控上位进行数据处理，由显示器顯示。也可以由下位机单独工作，实时显示当前各点的温度值，对各点进行控制。
3.方案三
原理框图如图3所示：
方案三的原理简述：该方案的各部分电源均由总电源供电，温度传感器为热电阻，电阻的阻值随温度的增加而增加，测量出电阻的值，用模数转换器ADC将电阻值转化为数字量，按照热电阻与温度的函数关系将该数字量转换为对应温度值，经译码显示电路显示在数码管上，从而实现数字温度计的功能。
二、方案论证
以上三种方案都是可行的，第一种方案的优点是由纯硬件电路构成，不涉及软件编程，但是由于热电势与温度之间的函数关系较复杂，利用硬件电路完成其转化较复杂，设计该电路难度较大且电路将比较庞大。第二种方案的难点主要是单片机程序编制，但其硬件电路相对简单，借助于微控制器的强大功能可使设计周期缩短，测量精度高，且易于扩展功能，增强了电路对各种工作要求的适应性。第三种方案的优点是由纯硬件电路构成，不涉及软件编程，但是热电阻是易耗品，成本较高且使用麻烦。
三、方案选择
考虑到电路的灵活性和适用性及本次课程设计的要求，经过上面三个方案的分析，第二个方案的可行性高，所以我们选择第二个方案做为本次的设计方案。在第二个方案中，数字式温度传感器DS18820和单片机起着主导作用，单片机控制传感器测温并将其传回的数据进行处理、分析，通过改变程序，还可改变测量精度及电路的功能，因而可实现本次设计的要求。
四、总结
随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。如果用人工进行温湿度测量的话，不仅费时费力，而且效率低，且测试的温度及湿度误差都比较大。因此我们需要一种造价低廉，使用方便且测量准确的温湿度检测系统。
引言
近几年以来由于计算机技术的进步国外在温度传感器发展迅猛在此研究领域里取得了相当大的成就。现代工艺要求对于实时温度的监测和控制不断增多，且需要达到的精度也越来越高。所以温度控制系统得到越来越多的人的重视，应用范围也持续的增加。温度控制由于不同的生产情况和工艺要求有着各种各样的要求，因此对温度的控制采用的方式也要根据实际情况而采取不同的方式。温度控制的燃料有煤气、天然气、电等，像加热炉等温度控制工艺主要应用于机械、化工等方面。以达到对温度的比较、控制。单片机发展迅速，尤其是现在对温度控制的要求越的来越精密，单片机进行温度控制的质量要求越来越高。由于生产工艺和设计能力的不断提高，单片机也在向着更高集成化、更多位多功能，更强化处理控制问题的能力、更快的运算速度、更低的成本，更少的功耗、更兼容开发和更加完美的的软件固有化的方向发展。
一、总体方案设计
（一）方案比较
对同一种目的的实现，可以用不同的方案，而根据要求提供的测温器件主要有热电偶、热电阻、DS18820等，由这三种不同的测温器件，可构成三种不同的测温方法，下面就着重介绍以下三种方案对同一目的的实现方法。并比较三种方案的优劣。
1.方案一
方案一的原理简述：该方案的各部分电源均由总电源供电，温度传感器为热电偶，热电偶的热端感受被测物体温度t，产生相应的热电势e。热电势e与热端温度t成单值函数关系，用模数转换器ADC将热电势转化为数字量，按照热电势与温度的函数关系将该数字量转换为对应温度值，经译码显示电路显示在数码管上，从而实现数字温度计的功能。
2.方案二
方案二的原理简述：选择DB18820作为本系统的温度传感器，选择单片机为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。这里通过按键选择要测量的单个DS18820的温度，DS18820在采集到输出温度后将温度值转化为数字信号并储存在储存器中。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路，省略了采样、保持电路、运放、数模转换电路以及进行长距离传输时的串并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。当LCD1602液晶显示屏接收到来自单片机传送来的温度信息后，分别显示当前的温度;若采集的温度超过高温报警值或低于低温报警值则产生报警。
本设计运用主从分布式思想，由一台上位机，单片机多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统。该系统采用RS-232串行通讯标准，通过上位机单片机进行现场温度采集。温度值既可以送回主控上位进行数据处理，由显示器顯示。也可以由下位机单独工作，实时显示当前各点的温度值，对各点进行控制。
3.方案三
原理框图如图3所示：
方案三的原理简述：该方案的各部分电源均由总电源供电，温度传感器为热电阻，电阻的阻值随温度的增加而增加，测量出电阻的值，用模数转换器ADC将电阻值转化为数字量，按照热电阻与温度的函数关系将该数字量转换为对应温度值，经译码显示电路显示在数码管上，从而实现数字温度计的功能。
二、方案论证
以上三种方案都是可行的，第一种方案的优点是由纯硬件电路构成，不涉及软件编程，但是由于热电势与温度之间的函数关系较复杂，利用硬件电路完成其转化较复杂，设计该电路难度较大且电路将比较庞大。第二种方案的难点主要是单片机程序编制，但其硬件电路相对简单，借助于微控制器的强大功能可使设计周期缩短，测量精度高，且易于扩展功能，增强了电路对各种工作要求的适应性。第三种方案的优点是由纯硬件电路构成，不涉及软件编程，但是热电阻是易耗品，成本较高且使用麻烦。
三、方案选择
考虑到电路的灵活性和适用性及本次课程设计的要求，经过上面三个方案的分析，第二个方案的可行性高，所以我们选择第二个方案做为本次的设计方案。在第二个方案中，数字式温度传感器DS18820和单片机起着主导作用，单片机控制传感器测温并将其传回的数据进行处理、分析，通过改变程序，还可改变测量精度及电路的功能，因而可实现本次设计的要求。
四、总结
随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。如果用人工进行温湿度测量的话，不仅费时费力，而且效率低，且测试的温度及湿度误差都比较大。因此我们需要一种造价低廉，使用方便且测量准确的温湿度检测系统。