基于80c52单片机的数字电加热恒温控制系统设计96926435.doc

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1、基于80C52单片机的电加热数字恒温控制系统设计Design of Digital Constant Temperature Control System for Electric Heating based on 80C52 MCU毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表

2、示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重

3、要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（3

4、00字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用

5、徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论

6、文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设

7、计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和

8、见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主

9、任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日摘 要温度对日常的生活影响极大且无时不在，实现对温度的控制对生活乃至生产发展都具有重要的意义。很多生产领域中都需大量的加热设备来进行生产，如用加热炉来实现热处理，用坩锅电阻炉来融化金属及具有不同用途的温度控制箱等。用单片机对不同温度控制箱进行控制在很大程度上为设备控制带来了方便、使用简单、控制灵活等特点，同时还可以最大限度地提高温度参数的精确程度，保证了生产的稳步进行，增加了生产的效率。因此，智能化温度控制技术的研究有较大的研究意义。 本智能化温度控制系统的设计采用资料较多的80C52微型控制器，配以DS18B2

10、0数字温度传感器及nRF401芯片利用微功率短距离无线通信技术进行远程温度控制，该系统能够在25米以内远程控制温度。单片机利用检测到的数字温度信号与设定的温度上、下限值进行对比，由对比结果输出是否运行半导体制冷器指令以控制设备。本设计添加了普通的数码管来显示温度值及LED灯来显示常用电路的工作状况，增加了系统的灵活性和完整性。关键词：温度箱；80C52；单片机；控制；模拟AbstractThe temperature has great influence on daily life and has no time, and it has important significance for

11、the control of the temperature to control the life and the development of production. In the field of production are subject to a lot of heating equipment to produce, such as heating furnace to realize heat treatment, crucible resistance furnace to molten metal and with different uses of the tempera

12、ture control box. With the chip on the different temperature control box control in a great extent for the equipment control brought convenient, easy to use, flexible to control, at the same time, it can maximally improve the accurate degree of parameters such as temperature, ensure production stead

13、ily, increase the production efficiency. Therefore, the research of the intelligent temperature control technology has the significance of the research.The intelligent temperature control system design using a lot of materials AT80C52 micro controller and with DS18B20 digital temperature sensor and

14、nRF401 chip with micro power short distance wireless communication technology for remote temperature control, the system can in 25 meters remote control asked. Single chip microcomputer is used to detect the digital temperature signal and set the temperature, the lower limit of the comparison, from

15、the results of the comparison of the output of the relay to control equipment. This design adds a common digital tube to display the temperature and LED lamp to show the working condition of the common circuit, and increase the flexibility and integrity of the systemKey word：Temperature；AT80C52；SCM；

16、Control；Simulation10目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义11.2 温度控制系统的目的11.3 温度控制系统完成的功能11.4 国内外发展现状21.5 本章小结3第2章 总体设计方案42.1 方案的系统构想42.2 系统方案的确定42.2.1 传感器方案42.2.2 短距离无线通信模块方案52.2.3 系统控制及数据处理模块方案62.3 器件的选用72.3.1 数字式温度传感器的选择72.3.2无线收发芯片的选择82.3.3 常用的无线收发芯片92.3.4 键盘显示模块的选择102.3.5 温度控制模块的选择102.4

17、 本章小结11第3章 硬件电路设计123.1 设计原则123.2 引脚连接123.2.1 晶振电路123.3 无线控制接收发射器123.4 单片机最小系统的设计133.5 显示电路143.6 DS18B20温度传感器电路143.7 加热电路153.7.1 半导体制冷器，工作原理153.7.2 比例积分电路163.8 报警电路的设计203.9 收发电路设计203.10 本章小结21第4章 系统软件设计224.1 系统软件设计整体思路224.2 系统程序流图234.2.1 上位机主程序234.2.2 下位机主程序244.3 收发控制子程序254.3.1 发送控制子程序254.3.2 接收控制子程序

18、264.4 温度控制模块的设计274.4.1 温度测量子程序274.4.2 PID控制子程序284.4.3 读出温度子程序284.5 子程序流程图304.5.1 复位应答子程序流程图304.5.2 写入子程序31第5章 系统的调试及实验结果325.1 调试步骤325.2 实验结果325.3 本章小结33第6章 结论34参考文献1致谢3附录14附录25沈阳工业大学本科生毕业论文第1章 绪论1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着技术的不断发展，以及温度控制在各个领域的广泛应用应用，智能化的温度控制系统已成为研究发展的方向1。尤其近年来，在我们生活得各个领域温度控制系统都取得了广泛的应用

19、，可是温度控制领域却一直没有得到很好的开发，针对这种情况，设计一个简单适用的温度控制系统，具备普遍的使用前景与实际意义。温度是科学研究中占有重要的地位，物理、化学、生物等学科与温度都息息相关。近年来的实验研究中，像电力领域、化工领域、石油领域、冶金领域、航空控制领域、机械设备制造领域、粮食存储领域、酒场生产领域内，温度的控制往往是该领域生产过程中最重要的控制指标之一2。例如，发电厂中锅炉的温度只能控制在我们需要的范围之内；许多化学反应的条件是适当的温度下；炼油过程中，原油的提炼也是在温度和压力不同的条件下提炼出汽油、柴油、煤油等。如果没有标准的温度状态，很多的电子设备很难正常运行，如果没有合适

20、的温度，那些农民种出来的粮食就很容易变质，靠其生产的酒类的品质也就没有了保障。所以，温度对于各行各业都非常重要。目前单片机广泛的应用于各类电子产品，当前的电子设备中大量的使用温度检测与温度控制系统。随着温度控制器应用范围的扩大和需求的多样，各种智能的温度控制系统被人们开发。1.2 温度控制系统的目的设计的温度控制系统具体的内容有：当给定的温度处于最低状态时，控制系统自动启动半导体制冷器器用来给环境加温，当温度缓慢上升并超过设定的下限值时，温控系统停止加温；当实际温度高于设定的温度上限值时，报警器报警，同时系统自动启动半导体制冷器给系统降温，使温度降落到上限温度以下。当温度下降到上限温度以下时，

21、停止降温。温度在规定的范围内，加温降温系统不工作。设计的LED数字显示当前的温度，数值精确度为小数点一位。1.3 温度控制系统完成的功能本系统设计目的是对温度进行高精度控制与实时监测，设计的温度控制系统实现了对温度准确控制：当温度低于给定最低温度时，控制系统自动启动半导体制冷器器用来给环境加温，当温度逐渐上升到给定下限温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限温度时，报警器报警，同时系统自动启动半导体制冷器给系统降温，使温度降落到上限温度以下。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度在规定的范围内，加温降温系统不工作。LED即时显示温度，精确到小数点一位。1.4 国内外发展现状随着信息技术的不

22、断进步，人们为了将人类从繁重、危险的工作环境中解脱出来，对已经有的技术运用到人们生活的各个领域。随着移动通信需求和远程数据采集量的增加，加之有线传输的费用日益增长，人们正逐渐认识到在许多检测领域采用无线传输的必要性4,5。在过去的几年中，无线通讯领域取得了很大的进展，这其中包括数字电路和射频电路制作工艺的进步、低功耗电路、高能电池以及微电子技术的采用。以上诸多方面的发展使移动通信设备更加灵巧、经济、可靠。与上述技术一样，数字通信技术和数字调制技术的发展也发挥了很大的作用，他们使无线通信网络向更加经济、更加容易操作的方向发展。所以如果我们能够很好地了解无线通信的基本原则以及这些技术的特点，就能更

23、好地理解并完成传感数据的无线采集。无线数据通信技术可分为两大类：一是基于蜂窝的接入技术，如蜂窝数字分组数据(CDPD)，通用分组无线传输技术(GPRS) 、EDGE 等。二是基于局域网的技术，如 IEEE802.11 WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等6。与目前已经具备相当规模的无线长距离通信网络(如蜂窝移动通信网)相比，短距离无线通信系统在基本结构、服务范围、应用层次及通信业务(数据、话音)上，均有很大的不同。在2.4GHz非授权频段上，目前已经云集了蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等多个标准无线协议。，具有带宽高（ 2Mbps），双向传输，抗干

24、扰性强，传输距离远（短距离无线技术范围），耗电少的优点，用于无线键鼠等室内场合7。Nordic公司等公司已成功推出nRF401芯片，2.4G全球开发ISM频段免许可证使用。同时许多公司也相继推出基于nRF401的无线传输模块。nRF401模块是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM频段8,9。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF401功耗低，在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA;接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空

25、闲模式)使节能设计更方便。至此这种基于此频段的通信方式已日渐趋向成熟10。同样随着传感器及电子电路的发展，集成的温度检测器件的完善性及集成性也得到了大大的提高。类似美国DALLAS公司推出的数字测温芯片DS18B20层出不穷，国内外的研究在这方面的研究也趋近完善13。进入21世纪后，智能温度控制器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温度控制器和网络温度控制器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速发展。（1）提高温度控制器测温精度和分辨力在20世纪90年代中期最早推出的智能温度控制器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到2C。目前，国外已相继推出多种

26、高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是912位A/D转换器，分辨力一般可达0.50.0625C。为了提高多通道智能温控器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器11。（2）增加温度控制器测试功能新型智能温度控制器的测试功能也在不断增强。例如，采用DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟（RTC），使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。另外，智能温度控制器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件15,16。智能温度控制器都具有多种工作模式可供选择，主要包括单次转

27、换模式、连续转换模式、待机模式，有的还增加了低温极限扩展模式，操作非常简便。对某些智能温度控制器而言，主机(外部微处理器或单片机)还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率，分辨力及最大转换时间。1.5 本章小结本系统介绍的设计是用于日常生活较常用的系统来实现温度的无线控制，可以实现当前温度的测量并显示当前的温度值，同时可实现对需求温度的调节。该设计的优点在于控制简单方便，也充分利用了单片机的控制优势。第2章 总体设计方案温湿度的检测有许多方法，可供选择的器件和运用的技术也有多种。因此，系统的总体设计方案应在满足系统整体性能指标的前提下，充分考虑系统使用的环境，所选的结构要尽量简单实用、易于实

28、现，器件的选用要着眼于合适的参数、稳定的性能、较低的功耗、低廉的成本以及较好的互换性能。2.1 方案的系统构想本系统设计的目的在于控制花房温度。能够在远距离控制温度。为了达到目的应该有如下几个模块：收发模块；温度采集模块；制冷加热模块；中央处理模块；温度报警模块；显示模块。实现方案设想：温度采集模块将温度信号采集经过转换将温度信号传给cpu，并由收发电路发送给中央处理单元，如果温度不在给定范围之内，报警器报警。同时单片机发出指令给半导体制冷加热器件调整温度。以控制温度在合理的范围内，达到对温度的控制目的。2.2 系统方案的确定2.2.1 传感器方案传统的模拟式传感器具有测量转换速度快，温度测量

29、范围宽的优点。但是模拟传感器的模拟信号需要先经过取样、放大和模数转换电路处理，再将转换得到的表示温湿度值的数字信号交由微处理器或 DSP 处理。被测信号从敏感元件接收的非电物理量开始，到转换为微处理器可处理的数字信号之间，设计者须考虑的线路环节较多，相应测试装置中元器件数量难以下降，随之影响产品的可靠性及小型化。而且模拟信号在长距离传输过程中，容易受到电磁干扰而导致误差产生。在多点温湿度检测的场合，各被测点到测试装置之间引线距离往往不同，各敏感元件参数的不一致性，都将会导致误差的产生，并且难以完全清除。另外，模数转换系统的精度也不可能很高，存在一定非线性，互换性较差。采用具有直接数字量输出的传

30、感器能够避免上述问题。数字式传感器能把被测模拟量直接换成数字量输出，可以直接与数字设备（计算机，计数器，数字显示系统等）相联，用微控制器、DSP 或计算机进行信号的处理、滤波、压缩。它的信号原则上不受放大器和信号处理系统的温度漂移的影响，具有极高的抗干扰能力1718。数字式传感器具有高的测量精度和分辨率，稳定性好，信号易于处理、传送和自动控制，便于动态及多路测量，读数直观，安装方便，维护简单，工作可靠性高。虽然存在反应速度较慢，温度测量的范围不宽的缺点，数字式传感器技术的发展仍受到人们越来越多的重视。考虑系统的经济性和温湿度传感器的优缺点及发展状况，确定温度传感器采用数字式。2.2.2 短距离

31、无线通信模块方案蓝牙技术作为一种近距离无线连接的全球性开放规范，已经得到了全球众多大企业的支持。蓝牙技术同时支持语音和数据传输，使用跳频扩频技术，本身包括纠错机制，可靠性高，蓝牙规范的核心部分协议允许多个设备进行相互定位、连接和交换数据，并能实现互操作和交互式应用。但是蓝牙设备价格昂贵，通讯距离近，蓝牙 RF 定义了三种功率等级（100mw、25mw 和 1 mw），当蓝牙设备功率为1 mw 时，其发射范围一般为10m19。红外线传输是使用红外线波段的电磁波来进行较近距离的传输。IrDA具有技术成熟、体积小、功率低、传输速率高、连接方便、简单易用、数据传输干扰少、保密性强、成本低廉等优点。也存

32、在着只能视距传输、移动时不能传输、LED 易磨损等缺点。随着大规模集成电路技术的发展，世界上主要的芯片厂商都推出了无线收发芯片。短距离无线通信系统的大部分功能都集成到一块芯片内部，一般使用单片数字信号射频收发芯片，加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块。所有高频元件包括电感、振荡器等已经全部集成在芯片内部，一致性良好，性能稳定且不受外界干扰。射频芯片一般采用 FSK 调制方式，工作于 ISM 频段，通信模块一般包含简单透明的数据传输协议或使用简单的加密协议，发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成，用户不用对无线通信原理和工作机制有较深的了解，只要依据命令字进行操作即

33、可实现基本的数据无线传输功能。新一代短距离无线数据通信系统具有体积小、功耗低、稳定性好、抗干扰能力强等优点，而且开发简单快速，可以方便地嵌入到各种设备中，实现设备间的无线连接，因此，较适合搭建小型网络，在工业、民用领域得到较为广泛的应用20。考虑系统的经济性、传输距离，确定该部分电路设计使用无线收发芯片。无线收发芯片的可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强，通讯协议简单透明，技术成熟。使用该种方案无线通讯接口与数据采集系统接口电路设计简单。2.2.3 系统控制及数据处理模块方案温度数据在采集后通常要进行数据处理，以实现测量数据的记录、显示和对测控系统的控制。对于一般的工业测量与控制，多采用专用计算机

34、系统进行测控。专用计算机系统是把采集系统作为一个独立完整的功能实体，用单片机或 DSP 来控制整个系统。最主要的特征是系统软、硬件规模完全根据应用系统的要求配置，独立性、可扩展性好，因此系统具有较高的性价比。根据微处理器的不同，专用计算机应用系统可分为 DSP 应用系统和单片机应用系统21,22。DSP 和单片机都是构成专用计算机系统的核心芯片，DSP 主要用于复杂的数字信号处理，DSP 芯片中具有各种特殊功能的计算模块，采用流水线结构，提高了 DSP 的运行速度。由于 DSP 主要应用于高速数据处理，因此外部 I/0 接口比较少，不便于系统扩展，因此多数 DSP 系统还要通过单片机来进行外部

35、接口扩展，这导致了 DSP 的成本较高，另外，DSP 具有一定的专用性，开发过程比较复杂，不便于通用。单片机是把微型机的主要部分集中在一个芯片上的单芯片微型计算机。由于它的结构与指令都按照工业控制要求设计的，故又称微控制器（Microcontroller Unit），也可称微型计算机（Single Chip Microcomputer）。通常由微型计算机和外围设备组成，包括微处理器（CPU）、存储器（存放程序指令或数据指令的ROM、RAM 等）、输入/输出接口（I/O）及其它功能部件如定时器/计数器、中断系统等。单片机受集成度限制，片内存储容量较小，一般 ROM 只有 48K 字节，RAM 小

36、于256 字节，通过外部扩展，ROM、RAM 可扩展至 64K 字节。与通用计算机系统相比，具有系统简单、功能易扩展、测控能力强、可靠性高。单片机应用系统正在被各个领域广泛应用23,24。采用单片机具有系统简单、开发容易，功能易扩展、测控能力强、可靠性高的特点。尤其适用于系统中没有复杂的计算处理、对采集速度要求不高的数据采集处理系统。对于不要求高速的一般的数据采集与处理系统，采用 DSP 是不经济的方案。在单片机能够满足系统对数据处理速度要求的情况下，单片机无异是首选的信息处理单元。2.3 器件的选用2.3.1 数字式温度传感器的选择随着温度传感器智能化、集成化技术的进步，数字式温度传感器也得

37、到了快速发展，世界上许多公司推出了新型的数字温度传感器系列。这些产品的出现极大的丰富了设计工程师的选择对象。在如此众多的产品中选择出合适的器件，应该把握以下几点：外围电路应该尽量简单；测温的精度、分辨率要合适，以便减少不必要的电路和软件开发成本；温度传感器采用的总线负载能力如何，能否满足多点测温的需要；占用MCU 的I/O 引脚数情况如何，因为MCU 的系统资源非常宝贵，输入通道有限，多点温度测量时，如果测量的点数超过了输入通道时，就要添加多路复用器，这将增加成本和开发时间，应尽量节约；与 MCU 的通信协议应尽量简单，温度测量的软件开发难度、成本要尽量小。目前在数字温度传感器中采用的串行总线

38、主要有Philips公司的I2C总线，Motorola 公司的 SPI 总线，National Semiconductor 公司的 Microwireplus总线，Dallas Semiconductor 公司的 1-Wire 总线和 Siemens 公司的 Profibus总线等。常用的数字温度传感器主要有：（1）AD7418 是是美国模拟器件公司（ADI）推出的单片温度测量与控制用集成电路。其内部包含有带隙温度传感器和10 位 A/D 转换器。测温范围为-55+125，具有10 位数字输出温度值，分辨率为0.25，精度为2，转换时间为1530ms。具有体积小、编程简单、使用容易、测量精度高

39、，并且不易受环境千扰等优点。AD7418 可以级联至多8 片在同一个 I2C 总线上16。（2）LM74 是美国国家半导体公司推出的集成了带隙式温度传感器、-型 A/D 数转换器，并具有 SPI/Microwire 兼容总线接口的数字温度传感器。具有抗干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。在传感器通电工作后自动按一定速率对温度进行检测，并在片内寄存器中存储转换的温度值，主机可以在任意时刻读出传感器温度值。LM74 具有休眠模式，在休眠时消耗的电流不超过 10A，适用于对功率消耗有严格限制的系统。 LM74 的模数转换器为 12 位外加符号位，因此在其有效工作范围内可达 0.0625的分

40、辨率，转换时间为425ms。（3） MAX6575L/H 是美国 MAXIM 公司的一种单总线式数字温度传感器，具有较好的线性、较低的功耗，而且编程简单，调试容易，使用方便。测温范围为-40+125，其误差范围：在 25时优于3， 在 85时优于4.5，在 125时优于5。但是 MAX6575L/H 在其测温范围内非线性误差较大，因此，当它用于高精度温度测量时，必须对其进行非线性补偿。它最多允许在一根 MCU 的I/O 总线上同时挂接8 个 MAX6575L/H 进行多点温度测量。为了避免多个传感器同时测温时有重叠的现象，MAX6575 提供了“L”和“H”两种型号的传感器，它们的使用方法相同

41、，而且每一种型号的传感器又可以通过时间选择引脚。但是，MAX6575L 的远距离传输特性并不理想，传输范围只能在5m 以内，超过此范围将采集不到被测温度数据，这也是这种器件的一个弊端。（4） DS18B20是美国Dallas半导体公司的新一代数字式温度传感器，它具有独特的单总线接口方式，即允许在一条信号线上挂接数十甚至上百个数字式传感器，从而使测温装置与各传感器的接口变得十分简单，克服了模拟式传感器与微机接口时需要的 A/D 转换器及其它复杂外围电路的缺点，而且，可以通过总线供电，由它组成的温度测控系统非常方便，而且成本低、体积小、可靠性高。DS18B20 的测温范围-55+125，最高分辨率

42、可达0.0625，由于每一个 DS18B20 出厂时都刻有唯一的一个序列号并存入其ROM 中，因此 CPU 可用简单的通信协议就可以识别，从而节省了大量的引线和逻辑电路。Dallas 公司的单总线技术具有较高的性能价格比，有以下特点：1）适用于低速测控场合，测控对象越多越显出其优越性；2）性价比高，硬件施工、维修方便，抗干扰性能好；3）具有 CRC 校验功能，可靠性高；4）软件设计规范，系统简明直观，易于掌握。由于 DS18B20 独特的单总线接口方式在多点测温时有明显的优势，占用 MCU 的 I/O 引脚资源少，和 MCU 的通信协议比较简单，成本较低，传输距离远，所以，选用 DS18B20

43、 做为温度测量的传感器。2.3.2 无线收发芯片的选择无线收发芯片的种类和数量比较多，在设计中选择合适芯片可以提高产品开发周期、节约成本。在选择时，应主要参考以下几点：(1) 收发芯片的数据传输是否需要进行曼彻斯特编码采用曼彻斯特编码的芯片，在编程上会需要较高的技巧和经验，需要更多的内存和程序容量，并且曼彻斯特编码大大降低数据传输的效率，一般仅能达到标称速率的 1/3，而采用串口传输的芯片，应用及编程非常简单，传送的效率很高，标称速率就是实际速率，编程方便。(2) 收发芯片所需的外围元件数量芯片外围元器件的数量直接关系到系统的复杂程度和成本，因此应该选择外围元件少的收发芯片。(3) 功耗大多数

44、无线收发芯片是应用在便携式产品上的，因此功耗也非常重要，应该根据需要选择综合功耗较小的产品(4) 发射功率在同等条件下，为了保证有效和可靠的通信，应该选用发射功率较高的产品。(5) 收发芯片的封装和管脚数较少的管脚以及较小的封装，有利于减少 PCB 面积降低成本，适合便携式产品的设计，也有利于开发和生产。2.3.3 常用的无线收发芯片nRF903 单片射频收发器芯片工作在 915MHz 国际通用的 ISM 频段；GMSK/GFSK 调制和解调， 抗干扰能力强；采用 DDS+PLL 频率合成技术，频率稳定性好；灵敏度高达-100dBm ， 最大发射功率达+10dBm；数据速率可达 76.8 Kbit/s；170 个频道，适合需要多信道工作的特殊场合；可方便地嵌入各种测量和控制系统中进行无线数据双向传输，在仪器仪表数据采集系统、无线数据通信系统、计算机遥测遥控系统等中应用。TH72011 是Melexis 公司的单片射频发射芯片，频率范围380MHz450MHz，采用VCO+PLL 频率合成技术，频率稳定性好；FSK 调制方式，抗干扰能力强；FSK 频偏和中心频率可独立