：本文提出了智能温度和电压监测系统的设计方案，该方案使用单片机CPU为了实现控制，将收集到的信号输入单片机系统，并通过检查表获得与温度对应的电压值。该功能是实现温度和电压的连续监测，并通过两个数字管显示，如果超过限制，则报警。其关键电路实现设定温度和电压的上限，并将设定值保存到EEPROM；当收集到的温度或电压超过用户设定的上限时，报警电路发出报警信号；整个电路使用USB并提供和PC上位机采用串行通信接口VB编程实现了时间温度检测值的监测记录。
温度监测、电压监测、A/D转换，EEPROM，报警，串行通信
The paper presents an intelligent monitoring system temperature and voltage of the design program, which used to achieve single-chip as CPU, and will be collected from single-chip microcomputer system of the signal input through the software control, the voltage values corresponding to the temperature through the search the results tables. Function of temperature and voltage to achieve the continuous monitoring and control, respectively, through two digital display, such as the alarm is exceeded. It set up the key circuit on temperature and voltage limits, and set the value saved to the EEPROM; collected when temperature or voltage exceeds the upper limit of the user set up, the police issued a warning signal circuit; USB power supply the whole circuit.And provided with the PC-Serial communication interface PC using VB programming time to achieve a detection value of the temperature monitoring records.
Temperature monitoring, voltage monitoring, A/D converter, EEPROM, alarm, serial communication
2.1 方案论证... 2
2.2 方案比较... 3
3.1 各单元模块功能介绍及电路设计... 4
3.2元器件的选择... 9
3.3 特殊器件的介绍... 10
3.3.1 DS18B20. 10
3.3.2 ADC0832. 12
3.3.3 24LC02. 14
4.1软件设计原理及设计工具... 16
4.2软件设计主程序结构图... 17
4.3主要软件设计流程框图... 17
5.1 系统制作... 24
5.2系统调试... 24
5.2.1 硬件调试... 24
5.2.2 软件调试... 24
1 前言
温度监测系统是比较常见的和典型的过程系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，在冶金、机械、食品、化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉，对工件的处理温度等均需要对温度严格测量控制。当今计算机控制技术在这方面的应用，已使温度监测系统达到自动化、智能化。
在半导体技术的支持下，温度监测器件发展迅速。而温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。进入21世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
智能温度、电压监测系统实现温度和电压的连续监测，并通过两个数码管分别显示，如超限则报警。它的按键电路实现设置温度及A/D转换的上限值，并将设置的值保存到EEPROM；当采集到的温度或信号超过用户设的上限值时，报警电路发出报警信号；整个电路采用USB供电。并提供了与PC机的串行通信接口，上位机采用VB编程实现了时刻温度检测值的监测记录。设计系统包括温度检测模块、A/D转换模块、按键模块、数据存储模块、供电电路模块、串口通信模块、报警电路模块、显示电路和单片机最小系统模块九个部分。本设计综合性较强，文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度测量。本次设计重点对测温硬件、软件的组成进行了分项、模块化逐步分析设计，对各部分的电路进行了一一介绍，最终实现了该系统的硬件电路，并绘制了电路原理总图，完成了硬件调试。根据硬件的设计和测控仪所要实现的功能，本次设计对软件也进行了一一设计，并经过反复的模拟运行、调试，修改简化了软件系统，最后形成了一套完整的程序系统。
2 整体方案设计
本设计的整体思路是：利用流过集成温度传感器电流随温度线性变化的关系，将电流的变化转换为电压的变化，即0℃时输出电压为0V显示在数码管上的数字为000.0。当100℃时输出电压为100mV通过AD转换器输出显示在数码管上的数字为100.0。即温度在0℃~100℃时电压的变化就对应于温度的变化。数码管上输出的数字就是对应于所测量的实际温度。
2.1 方案论证
设计中采用了两个方案，具体的方案见方案一和方案二。
方案一：电桥测温方案
采用铂电阻温度传感器的电阻与温度的关系是非线性的，用电桥实现温度升高引起的电阻变化对应于电压的变化。经A/D转换器后，送入锁存器锁存，在经译码器输出后，再在数码管上显示，由于74LS373具有锁存功能就能实现四位的温度显示。由于铂电阻与温度的关系是非线性的，因此输出的结果不能达到我们所要求的精度。
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电桥测温电路 |
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放大电路 |
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A/D转换电路 |
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锁存器74LS373 |
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译码器7448 |
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LED数码显示 |
图2.1 测温整体方案一框图
方案二：单片机设计方案
整个系统由温度检测电路、A/D转换电路、按键电路、EEPROM存储电路、供电电路、串口RS232、数码管显示电路、报警电路和单片机最小系统组成，整个电路采用USB供电。它可将输入信号进行A/D转换；利用集成温度传感器的电流与温度的变化为线性，将采集到的信号输入单片机系统，通过软件的控制，将电压对应于温度的数值通过查表的方式得出结果，在LED上显示出来，并通过RS232串口传送到计算机；按键电路实现对上限值和显示值的设置，并将设置的值保存到EEPROM；当采集到的温度或信号超过用户所设的上限值时，报警电路发出报警信号。其整体框图如图2.2所示
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单片机 |
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计算机 |
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温度检测 |
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按键电路 |
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串口 |
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RS |
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232 |
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串口调试助手 |
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进行监测值显示 |
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数码管显示电路1 |
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数码管显示电路2 |
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A |
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/ |
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D |
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转换 |
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供电电路 |
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EEPROM |
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存储电路 |
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报警 |
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电路 |