成都信息工程學院電子系楊明欣溫度測量處理變送器設計據顯等從硬件和軟件兩方面進行了闡述，并做了相應的理論分析，系統可以實現多點溫度巡回采集處理與變送功能。

　　石灰爐燒制石灰時要求得出爐內點的平均溫度，了解各點的溫度值，對平均值及各測量點的溫度進行報警處理，若某處的信號不正常傳感器損壞或斷線能及時報警并排除在數據處理之外。本系統可完成以上功能，并以f20mA形式變送遠傳溫度平均值或比較高點的溫度。在該石灰爐內有個檢測點分別放個熱電偶，這個熱電偶就是該系統的路輸入信號來源，利用該系統可測出點的溫度并把每點的溫度值送到面板顯。

　　系統結構框及人機界面系統的結構框1.系統硬件部分主要由前端輸入電路0及04電路人機界面電路，及外圍電路組成。系統允許路信號輸入，用戶可以通過參數設定選擇輸入熱電偶類型，平時顯溫度平均值，操作者需要時可以按動面板上的按鍵查看任路信號的溫度。

　　路信號是獨立的，有路短路或斷線故障，不影響其它幾路信號的工作。儀具有超限報警功能及熱電偶斷線提功能。溫度平均值或溫度比較高的路信號變送為420，電流信號輸出。系統具有掉電保護功能，當掉電時，設定數據可以保存。此外，系統設計有良好的人機界面，在控制顯面板上有兩排數碼管和個按鍵進行系統工作的顯和參數的修改。

　　電路設計中沒有擴展總線程序存儲器及10口，0的個并行口全作為普通10口使用，01及外圍電路都是標準用法，在此重點介紹有設計特色的人，及，電路和人機界面電路及電源電路。

　　數據采集電路與放大電路數據采集部分電路2所，系統共有7路模擬輸入信號，4路熱電偶信號輸入任1了1飛丁4，1路冷端補償信號，1路基準信號，1路地信號伍，15.限流電阻和穩(wěn)壓管幾431產生2.5標準電壓，2，5V電壓加在10K，電阻和外接極管串聯支路上，構成熱電偶的冷端補償電路，它是利用極管正向工作的電壓溫度特性測量冷端溫度。基準信號利用2.5電壓和分壓電阻產生，因此采用了8選1多路模擬開關00405由單片機的，2.0尸2.12.2個引腳高低電平控制模擬通道的選擇。由于輸入熱電偶分度號由用戶設定，不同分度號信號大小不，故設計了由，7和4051山2組成的程控放大器，輸入信號經放大后進入隊經采集處理后得出各路信號值。程控放大是利用單片機對4051控制，4051外接5個不同阻值的電阻，選擇不同的通道，同時也就選擇了不同的放大倍數。電路中個22上拉電阻完成熱電偶斷線檢測功能。

　　石灰爐內4只熱電偶，作為系統的路mV信號輸入端。熱電偶信號被選通輸入后進入程控放大電路，信號分度號不同則mV值的高低也不同，通過軟件選擇不同的放大倍數，使這些放大后的信號比較大值接近0的比較大允許值，以充分利用0資源，保證測量精度。現以路信號的轉換計算為例說明，測量某路熱電偶輸入時依次采集外接熱電偶輸入毫伏值冷端補償極管電壓降基準電壓及模擬地。從4，51的義2端輸入是己知電壓，并固化于程序中，000又分別是基準零點及輸入熱電偶信號完成零點滿度的自校正，計算出值。由于1及地個信號經過同樣的硬件輸入通道，硬件的離散性誤差及零點滿度漂移對者的影響相同，通過下面公式還可以校正零點放大倍數及人0各環(huán)節(jié)的誤差，從而保證系統的測量精度。

　　由于熱電偶，溫度間關系是非線性的，我們采用了折線法進行非線性校正，通過分段非線性數據處理，可以算出對應溫度，加上通過測量冷端補償極管電壓得出實際測量溫度，即，=+.同時由于熱電偶的原因，在測量端的電壓值被抵消了部分，這種情況造成的誤差影響較大，必須對它進行冷端補償。因為極管在溫度變化時，其正向導通電壓變化穩(wěn)定，為2mVC，因此我們采用極管測冷端溫度進行補償，具體做法如下第步，在冷端補償輸入端輸入標準電壓7得到個人0采樣值然后再輸入標準電壓6再得到個0采樣值0兩者相減得到個值0，根據極管的特性，溫度每變化電壓變化2mV，我們輸入的第l個標準信號和第2個標準信號相差為lOOmV，相當于極管正向電壓變化100mV，對應冷端溫度變化5就可以求出冷端溫度每變化時其對應40值變化的系數=自控與測量0飛0，相對精度要求不高，因此設計產品批量生產時把該系數直接固化于程序中，當把冷補極管1柬148接入輸入端后，據上面所述，可以根據該系數及冷端40采集值變化量的大小推算出冷端溫度變化的大小。

　　第步，在儀設置狀態(tài)輸入當前環(huán)境溫度并及時測得極管1財148所在端電壓經放大0轉換后的值，3，并將了0存儲到即1里面，以后儀處于工作狀態(tài)時實時地測出極管外轉換后的值，13，再把兩者相減得4，8±=0013，6 013除以以代每個的0采樣值的大小得到個溫度值差，然后加上設置環(huán)境溫度初值1得到實際冷端溫度=+了3.這種冷端補償有定誤差，當環(huán)境溫度變化時，所測的實際冷端溫度將會跟隨變化，在定時期內環(huán)境溫度的變化不大，因此它引起的誤差與熱電偶相比很小，可以忽略。但當環(huán)境變化較大時，比如從冬天到夏天的變化，其變化為幾十攝氏度，如果冷補誤差大于1度，我們必須重新輸入基準了1校正。

　　7135芯片組成，7135采用0.5基準0號，模擬電壓輸入范圍為，1.17135采用動態(tài)掃描隊0碼輸出方式，7禮3157路選選擇器，使萬位數據輸出和其它的個標志信號超量程欠量程極性輸出與扣0碼數據輸出0.0飛0.3條10口線，分時傳送通過05控制7禮8157的選擇端3乙實現，8輸入低電平時選擇輸出，輸入高電平時選擇18飛8輸出。因為萬位數據只能輸出，或是個半位，所以，正好和0過量程1很欠量程和，正負極性位構成位數據輸出，供單片機讀取。

　　控制面板電路該部分電路包括兩部分按鍵控制電路和顯電路。電路采用2乙07289作為核心芯片，通過個引腳與單片機連接，單片可完成動態(tài)顯掃描及按鍵查詢，節(jié)約了單片機10口硬件資源及時間資源。實際電路中2187289的片選接地，時鐘線0接2.7口，數據線010接，2.6口，鍵信號線此接2.5口。

　　開關電源電路本變送器采用，021型的電動單元組合儀2伙直流電源，這種供電方式的優(yōu)點是各單元省掉了電源電壓器，沒有工頻電源進入單元儀，既解決了儀發(fā)熱問，也為儀的防爆提供了有利條件。

　　由于內部需要±5，所以該系統采用了00開關電源，生成5和5，電壓。電源部分電路3.

　　電源電路采用的134063是種集成了變換主要功能電路的芯片，能完成升降壓和極性變換的功能，而且所需外接元件少。外輸入2扒電壓，經過，34063電壓可以轉換為+5，而后，該電壓又經過7660變成5電壓。

　　24V電壓可以同時供內部f20mA輸出電路使用。電路工作電壓為5時比較大電流姑，為5時比較大電軟件設計主要有主程序，便。此1庫還提供大量有用的調試功能，這點在對運行在部鏈路上的復雜通信協議進行除錯時有幫助。用1化151與采用51；31的38設備進行通信時，主機應用程序使用此以函數建立與該設備的連接。然后應用程序使用與設備交換數據。

　　另種選擇是把158作為種以太網絡來對待。具有在主機和設備端均可實現這種功能的模塊。由于1人，硬件既沒有可接入的串行端口也沒有種專用的網絡接口，因此，的內碼轉換程序，運算比較程序，讀寫24002子程序，查程序，功能鍵子程序等功能模塊。主程序流程主程序主要包括兩大分支，是編程狀態(tài)，是運行狀態(tài)。

　　單片機首先進行初始化，程序電進入運行狀態(tài)外，以后程序須判斷狀態(tài)標志位，根據判斷結果程序進入編程或運行狀態(tài)。在運行狀態(tài)下無法對各參數進行編輯，只能從2扣02讀出各種運行工作參數，巡回測量輸入信號，比較后通過零點滿度自校正處理，冷端補償計算，查處理得出各測量點溫度值。在該狀態(tài)下可通過鍵選擇顯測量報警故障信息等各種運行參數。在編輯參數的狀態(tài)下系統不進行測量，剛進入編程狀態(tài)時要求輸入編程允許密碼，在輸入密碼正確的前提下，可核專門采用這種通信策略，在100此6讓。，對用58作物理媒介的虛構以太網設備進行仿真。旦創(chuàng)建后，這網絡界面便被指定個1地址，否則作為通常的以太網硬件對待。旦，88主機連上后，6也模塊便能使38設備看到1時。6，如果存在廿6，1的話，1叩測其它1地址，甚至談論呢，5，斯8，七61陽釔和63.簡言之，任何在實際的以太網界面上運行的應用將不折不扣地在516也接口上得到實現，因為它們不能分辨出其正在使用的不是實在的以太網硬件。

　　以通過鍵選擇設定各參數，并可通過個按鍵修改，存入24032中，停止按鍵操作5分鐘后不管是否按狀態(tài)鍵均自動轉入運行狀態(tài)。

　　單片機在運行狀態(tài)時，上面位數碼管顯回路號，下面位數碼管分別顯對應數據，可通過尺4鍵來切換顯不同的回路及其參數。其中回路號不同的路信號，平均值在第路顯。比較后，其中比較大的路及路平均值可以通過參數的設定選擇以20mA形式變送輸出。軟件確定4051與六了8此52相連路信號選擇電平，選擇的輸入信號經程控4，51和運放放大后，進入1乩7135進行六0轉換，由電壓信號轉化為800碼由萬位到個位，位地址輸出。利用轉換子程序把8碼轉換為十六進制數，比較后進行各種數據處理得出溫度值，求出比較大值及平均值，并進行報警及信號故障主機在1主機上，相應的讓6抓606158內核模塊稱為，161當53.模塊得到安裝且設備的58連接建立完成時，131模塊便針對主機端內核及用戶應用創(chuàng)建個與實際硬件酷似的虛構以太網界面，主機端應用程序通過運行設備1地址，1明測，可以檢查8設備的存在。如果，1叩測成功，設備便加上了。

　　1饑不再只是158主機使用，當今它也是18設備的合適選擇，下的88通信是非常靈活和易用的。國鋤禾譯判別處理。國本節(jié)有刪節(jié)詳本刊網站1高海生，楊文煥主編。單片機及應用技術大全0，成都西南交通大學出版社，1996 2王福瑞。單片微機測控設計大全0，北京北京航空航天大學出版社，1999 3沙占友。新型單片機開關電源出版社，2001 4候自林。過程控制與自動化儀福建仙游人，碩士，從事自動化控制及單片機控制技術科研教學工作。