成都信息工程学院电子系杨明欣温度测量处理变送器设计据显等从硬件和软件两方面进行了阐述，并做了相应的理论分析，系统可以实现多点温度巡回采集处理与变送功能。

　　石灰炉烧制石灰时要求得出炉内点的平均温度，了解各点的温度值，对平均值及各测量点的温度进行报警处理，若某处的信号不正常传感器损坏或断线能及时报警并排除在数据处理之外。本系统可完成以上功能，并以f20mA形式变送远传温度平均值或比较高点的温度。在该石灰炉内有个检测点分别放个热电偶，这个热电偶就是该系统的路输入信号来源，利用该系统可测出点的温度并把每点的温度值送到面板显。

　　系统结构框及人机界面系统的结构框1.系统硬件部分主要由前端输入电路0及04电路人机界面电路，及外围电路组成。系统允许路信号输入，用户可以通过参数设定选择输入热电偶类型，平时显温度平均值，操作者需要时可以按动面板上的按键查看任路信号的温度。

　　路信号是独立的，有路短路或断线故障，不影响其它几路信号的工作。仪具有超限报警功能及热电偶断线提功能。温度平均值或温度比较高的路信号变送为420，电流信号输出。系统具有掉电保护功能，当掉电时，设定数据可以保存。此外，系统设计有良好的人机界面，在控制显面板上有两排数码管和个按键进行系统工作的显和参数的修改。

　　电路设计中没有扩展总线程序存储器及10口，0的个并行口全作为普通10口使用，01及外围电路都是标准用法，在此重点介绍有设计特色的人，及，电路和人机界面电路及电源电路。

　　数据采集电路与放大电路数据采集部分电路2所，系统共有7路模拟输入信号，4路热电偶信号输入任1了1飞丁4，1路冷端补偿信号，1路基准信号，1路地信号伍，15.限流电阻和稳压管几431产生2.5标准电压，2，5V电压加在10K，电阻和外接极管串联支路上，构成热电偶的冷端补偿电路，它是利用极管正向工作的电压温度特性测量冷端温度。基准信号利用2.5电压和分压电阻产生，因此采用了8选1多路模拟开关00405由单片机的，2.0尸2.12.2个引脚高低电平控制模拟通道的选择。由于输入热电偶分度号由用户设定，不同分度号信号大小不，故设计了由，7和4051山2组成的程控放大器，输入信号经放大后进入队经采集处理后得出各路信号值。程控放大是利用单片机对4051控制，4051外接5个不同阻值的电阻，选择不同的通道，同时也就选择了不同的放大倍数。电路中个22上拉电阻完成热电偶断线检测功能。

　　石灰炉内4只热电偶，作为系统的路mV信号输入端。热电偶信号被选通输入后进入程控放大电路，信号分度号不同则mV值的高低也不同，通过软件选择不同的放大倍数，使这些放大后的信号比较大值接近0的比较大允许值，以充分利用0资源，保证测量精度。现以路信号的转换计算为例说明，测量某路热电偶输入时依次采集外接热电偶输入毫伏值冷端补偿极管电压降基准电压及模拟地。从4，51的义2端输入是己知电压，并固化于程序中，000又分别是基准零点及输入热电偶信号完成零点满度的自校正，计算出值。由于1及地个信号经过同样的硬件输入通道，硬件的离散性误差及零点满度漂移对者的影响相同，通过下面公式还可以校正零点放大倍数及人0各环节的误差，从而保证系统的测量精度。

　　由于热电偶，温度间关系是非线性的，我们采用了折线法进行非线性校正，通过分段非线性数据处理，可以算出对应温度，加上通过测量冷端补偿极管电压得出实际测量温度，即，=+.同时由于热电偶的原因，在测量端的电压值被抵消了部分，这种情况造成的误差影响较大，必须对它进行冷端补偿。因为极管在温度变化时，其正向导通电压变化稳定，为2mVC，因此我们采用极管测冷端温度进行补偿，具体做法如下第步，在冷端补偿输入端输入标准电压7得到个人0采样值然后再输入标准电压6再得到个0采样值0两者相减得到个值0，根据极管的特性，温度每变化电压变化2mV，我们输入的第l个标准信号和第2个标准信号相差为lOOmV，相当于极管正向电压变化100mV，对应冷端温度变化5就可以求出冷端温度每变化时其对应40值变化的系数=自控与测量0飞0，相对精度要求不高，因此设计产品批量生产时把该系数直接固化于程序中，当把冷补极管1柬148接入输入端后，据上面所述，可以根据该系数及冷端40采集值变化量的大小推算出冷端温度变化的大小。

　　第步，在仪设置状态输入当前环境温度并及时测得极管1财148所在端电压经放大0转换后的值，3，并将了0存储到即1里面，以后仪处于工作状态时实时地测出极管外转换后的值，13，再把两者相减得4，8±=0013，6 013除以以代每个的0采样值的大小得到个温度值差，然后加上设置环境温度初值1得到实际冷端温度=+了3.这种冷端补偿有定误差，当环境温度变化时，所测的实际冷端温度将会跟随变化，在定时期内环境温度的变化不大，因此它引起的误差与热电偶相比很小，可以忽略。但当环境变化较大时，比如从冬天到夏天的变化，其变化为几十摄氏度，如果冷补误差大于1度，我们必须重新输入基准了1校正。

　　7135芯片组成，7135采用0.5基准0号，模拟电压输入范围为，1.17135采用动态扫描队0码输出方式，7礼3157路选选择器，使万位数据输出和其它的个标志信号超量程欠量程极性输出与扣0码数据输出0.0飞0.3条10口线，分时传送通过05控制7礼8157的选择端3乙实现，8输入低电平时选择输出，输入高电平时选择18飞8输出。因为万位数据只能输出，或是个半位，所以，正好和0过量程1很欠量程和，正负极性位构成位数据输出，供单片机读取。

　　控制面板电路该部分电路包括两部分按键控制电路和显电路。电路采用2乙07289作为核心芯片，通过个引脚与单片机连接，单片可完成动态显扫描及按键查询，节约了单片机10口硬件资源及时间资源。实际电路中2187289的片选接地，时钟线0接2.7口，数据线010接，2.6口，键信号线此接2.5口。

　　开关电源电路本变送器采用，021型的电动单元组合仪2伙直流电源，这种供电方式的优点是各单元省掉了电源电压器，没有工频电源进入单元仪，既解决了仪发热问，也为仪的防爆提供了有利条件。

　　由于内部需要±5，所以该系统采用了00开关电源，生成5和5，电压。电源部分电路3.

　　电源电路采用的134063是种集成了变换主要功能电路的芯片，能完成升降压和极性变换的功能，而且所需外接元件少。外输入2扒电压，经过，34063电压可以转换为+5，而后，该电压又经过7660变成5电压。

　　24V电压可以同时供内部f20mA输出电路使用。电路工作电压为5时比较大电流姑，为5时比较大电软件设计主要有主程序，便。此1库还提供大量有用的调试功能，这点在对运行在部链路上的复杂通信协议进行除错时有帮助。用1化151与采用51；31的38设备进行通信时，主机应用程序使用此以函数建立与该设备的连接。然后应用程序使用与设备交换数据。

　　另种选择是把158作为种以太网络来对待。具有在主机和设备端均可实现这种功能的模块。由于1人，硬件既没有可接入的串行端口也没有种专用的网络接口，因此，的内码转换程序，运算比较程序，读写24002子程序，查程序，功能键子程序等功能模块。主程序流程主程序主要包括两大分支，是编程状态，是运行状态。

　　单片机首先进行初始化，程序电进入运行状态外，以后程序须判断状态标志位，根据判断结果程序进入编程或运行状态。在运行状态下无法对各参数进行编辑，只能从2扣02读出各种运行工作参数，巡回测量输入信号，比较后通过零点满度自校正处理，冷端补偿计算，查处理得出各测量点温度值。在该状态下可通过键选择显测量报警故障信息等各种运行参数。在编辑参数的状态下系统不进行测量，刚进入编程状态时要求输入编程允许密码，在输入密码正确的前提下，可核专门采用这种通信策略，在100此6让。，对用58作物理媒介的虚构以太网设备进行仿真。旦创建后，这网络界面便被指定个1地址，否则作为通常的以太网硬件对待。旦，88主机连上后，6也模块便能使38设备看到1时。6，如果存在廿6，1的话，1叩测其它1地址，甚至谈论呢，5，斯8，七61阳钇和63.简言之，任何在实际的以太网界面上运行的应用将不折不扣地在516也接口上得到实现，因为它们不能分辨出其正在使用的不是实在的以太网硬件。

　　以通过键选择设定各参数，并可通过个按键修改，存入24032中，停止按键操作5分钟后不管是否按状态键均自动转入运行状态。

　　单片机在运行状态时，上面位数码管显回路号，下面位数码管分别显对应数据，可通过尺4键来切换显不同的回路及其参数。其中回路号不同的路信号，平均值在第路显。比较后，其中比较大的路及路平均值可以通过参数的设定选择以20mA形式变送输出。软件确定4051与六了8此52相连路信号选择电平，选择的输入信号经程控4，51和运放放大后，进入1乩7135进行六0转换，由电压信号转化为800码由万位到个位，位地址输出。利用转换子程序把8码转换为十六进制数，比较后进行各种数据处理得出温度值，求出比较大值及平均值，并进行报警及信号故障主机在1主机上，相应的让6抓606158内核模块称为，161当53.模块得到安装且设备的58连接建立完成时，131模块便针对主机端内核及用户应用创建个与实际硬件酷似的虚构以太网界面，主机端应用程序通过运行设备1地址，1明测，可以检查8设备的存在。如果，1叩测成功，设备便加上了。

　　1饥不再只是158主机使用，当今它也是18设备的合适选择，下的88通信是非常灵活和易用的。国锄禾译判别处理。国本节有删节详本刊网站1高海生，杨文焕主编。单片机及应用技术大全0，成都西南交通大学出版社，1996 2王福瑞。单片微机测控设计大全0，北京北京航空航天大学出版社，1999 3沙占友。新型单片机开关电源出版社，2001 4候自林。过程控制与自动化仪福建仙游人，硕士，从事自动化控制及单片机控制技术科研教学工作。