温度信号采集单元

本部分主要介绍了数字温度传感器DS18B20的内部结构、工作原理以及其外部驱动电路的设计。DS18B20是DALLAS公司的最新单总线数字温度传感器，支持单总线接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内，精度为±0.5°C。现场温度直接以单总线数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。DS18B20适合用于恶劣环境的现场温度测量，与前一代产品不同，DS18B20传感器支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且DS18B20传感器比前一代产品更便宜，体积更小。

本设计采用RS232串行接口来完成单片机与PC机的数据传输。在RS232C标准中，收发信号中的“0”为＋3V～＋15V，“1”为－3V～－15V，但单片机采用的是正逻辑的TTL电平，所以需要通过专用芯片MAX232C实现EIA电平与TTL电平转换。

本设计中所采用的直流稳压电路如图3-8所示，其中7805起到电压变化作用。图中极性电容C7、C8用于储备功率，当电源开关时也能起到缓冲作用。C11和C12用于滤波，在这基础上，还可以增加二极管D5、D6，分别连接在7805的3、1端和2、3端，形成反馈，当电路中出现短路情况时，能对电路起到保护作用。另外，还可以接一个400欧姆的电阻和一个发光二极管，目的是为了检测电路是否通电。本设计出于简化电路的目的，所以省略了以上两步，电路系统原理图如图3-8所示：

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通过以上数据的统计，可以看出放在同一环境中的两个常规温度计的值相差很多，而本系统的两路温度探头，在同一环境下所采集到的温度数据之间的差值是很小的。

常规温度计产生误差的主要原因有两点，首先是空气中各点的温度值之间的差异，其次就是视觉误差，由于温度的变化是一个很缓慢的过程，尤其在一个比较小的环境中空气中各点的温度之间的差异是很小的，所以后者是常规温度计的产生误差的主要原因。而本系统产生误差的主要原因是：数字温度传感器与单总线之间的连接点存在虚焊，还有信号传输光缆太长。

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本文介绍了一种基于AT89S51单片机的多路温度采集控制系统设计，采用单总线数字传感器DS18B20，对环境温度信号进行采集，并将采集到的温度值转换成数字信号送到单片机进行处理，用LCD对当前温度信号值进行显示，并且根据数据处理的结果，使用单片机控制继电器，实现对电机的控制，最终达到温度调节的目的。

本设计采用数字温度传感器DS18B20，省掉了很多温度采集方面的调试，同时也提高了温度值的准确度。实时温度采集与显示电路的设计，使温度信息更迅速，更直观的显示出来。系统在硬件自动测试，键盘操作，实时显示方面工作正常。整个系统硬件简单、可靠，系统成本低。