，所以温度测量技术和测量仪器的研究是个重要的课题。随着时代的进步和发展，单片机技术已经伸入到各个领域，基于单片机数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，其输出温度采用数字显示。该论文仔细研究了美国公司开发的线总线技术及其通信协议。论文首先详细介绍了线总线智能温度传感器及单片机工作原理，在此基础上，设计了相应的硬件原理图及软件程序，实现了温度检测与显示环节。关键词单片机，数字温度传感器第章绪论课题背景国内外测温状况温度检测技术介绍第二章数字式热敏电阻温度计的设计方案方案方案二方案比较与选择第三章设计原理与结构结构及工作原理单片机介绍显示器简介显示器工作原理第四章系统结构及工作原理系统硬件原理图及相关说明系统软件算法说明第五章系统程序的设计程序模块设计温度数据的计算处理方法总结参考文献致谢附录第章绪论课题背景工欲善其事，必先利其器，这是中国的句古话，人们早就知道工具的重要性。随着以知识经济为特征的信息时代的到来，人们对仪器仪表作用的认识愈加深入。作为工业自动化技术工具的自动化仪表与控制装置，在高新技术的推动下，正跨入真正的数字化智能化网络化的时代。而温度作为个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍最重要的工艺参数之。随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高。因此，温度测量和温度测量技术的研究也是个重要的研究课题。温度传感器是当前温度检测的主要器件，本课题的主要出发点是设计出测量温度检测的温度连续检测的仪器。该论文主要讲述了用温度传感测温的主要原理实际硬件电路的设计软件设计和调试分析。第章介绍了温度检测现状和仪器仪表的发展现状。第二章提出了几种单片机数字温度计的设计方案并作出比较。第三章讲述了单片机系统硬件电路的设计过程，包括对智能温度传感器详细的介绍以及单片机系统的设计，并讲述了仪器的软件设计，给出了软件流程图，整套仪器是由单片机系统控制的，包括显示器通讯接口等。第四章进行系统调试分析，这将有助于今后对系统的改进，以进步提高系统的测量精度，并讲述了通过本设计所得的结论和心得体会。国内外测温状况随着国内外工业的日益发展，温度检测技术也不断地进步，目前的温度检测使用的温度计种类繁多应用范围也较广泛，大致包括以下几种方法利用物体热胀冷缩原理制成的温度计利用此原理制成的温度计大致分成三大类玻璃温度计，它是利用玻璃感温包内的测温物质水银酒精甲苯煤油等受热膨胀遇冷收缩的原理进行温度测量的双金属温度计，它是采用膨胀系数不同的两种金属牢固粘合在起制成的双金属片作为感温元件，当温度变化时，端固定的双金属片，由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲，自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应温度压力式温度计，它是由感温物质氮气水银二甲苯甲苯甘油和低沸点液体如氯甲烷氯乙烷等随温度变化，压力发生相应变化，用弹簧管压力表测出它的压力值，经换算得出被测物质的温度值。利用热电效应技术制成的温度检测元件利用此技术制成的温度检测元件主要是热电偶。热电偶发展较早，比较成熟，至今仍为应用最广泛的检测元件。热电偶具有结构简单制作方便测量范围宽精度高热惯性小等特点。常用的热电偶有以下几种镍铬镍硅，型号为，分度号为，测温范围，短期可测。镍铬康铜，型号为，分度号为，测温范围，短期可测。铂铑铂，型号为，分度号为，在以下的温度可长期使用，短期可测。铂锗铂锗，型号为，分度号为，测温范围，短期可测。利用热阻效应技术制成的温度计用此技术制成的温度计大致可分成以下几种电阻测温元件，它是利用感温元件导体的电阻随温度变化的性质，将电阻的变化值用显示仪表反映出来，从而达到测温的目的。目前常用的有铂热电阻分度号为，两种和铜热电阻分度号有，两种。导体测温元件，它与热电阻的温阻特性刚好相反，即有很大副温度系数，也就是说温度升高时，其阻值降低。他们的关系为式中在温度时的电阻值在温度时的电阻值自然对数的底常数，其值与半导体材料的成分和制作方法有关。陶瓷热敏元件它的实质是利用半导体电阻的正温特性，用半导体陶瓷材料制作而成的热敏元件，常称为，或热敏元件。热敏元件分为突变型和缓变型两类。突变型元件的温阻特性是当温度达到顶点时，它的阻值突然变大，有限流功能，多数用于保护电器。缓变型元件的温阻特性基本上随温度升高阻值慢慢增大，起温度补偿作用。元件特性与元件的突变特性刚好相反，即随温度升高，它的阻值减小。利用热辐射原理制成的高温计辐射测温在近年相对其他的测温领域显得活跃些，热辐射高温计通常分为两种种是单色辐射高温计，般称光学高温计另种是全辐射高温计，它的原理是物体受热辐射后，视物体本身的性质，能将其吸收透过或反射。而受热物体放出的辐射能的多少，与它的温度有定的关系。热辐射式高温计就是根据这种热辐射原理制成的。利用声学原理进行温度测量声学法温度检测技术是近年来发展起来的项新技术，利用该技术，可以对炉内的烟气温度测量值和火焰分布在线检测，判断炉的燃烧状况，进行实时调节和控制。声学温度检测技术的基本原理是通过测量声波传感器间的声波传播时间以最小二乘原理重建温度的测量方法。温度检测技术介绍近年来，在温度检测技术领域，多种新的检测原理与技术的开发应用，已取得了重大进展。新代温度检测元件正在不断出现和完善化。晶体管温度检测元件半导体温度检测元件是具有代表性的温度检测元件。半导体的电阻温度系数比金属大个数量级，二级管和三极管的结电压电容对温度灵敏度很高。基于上述测温原理己研制了各种温度检测元件。集成电路温度检测元件利用硅晶体管基极发射极间电压与温度关系即半导体结的温度特性进行温度检测，并把测温激励信号处理电路和放大电路集成体，封装于小型管壳内，即构成了集成电路温度检测元件。目前，国内外也进行了生产。核磁共振温度检测器所谓核磁共振现象是指具有核自旋的物质置于静磁场中时，当与静磁场垂直方向加以电磁波，会发生对频率电磁的吸收现象。利用共振吸收频率随温度上升而减少的原理研制成的温度检测器，称为核磁共振温度检测器。这种检测器精度极高，可以测量出千分之开尔文，而且输出的频率信号适于数字化运算处理，故是种性能十分良好的温度检测器。在常温下，可作理想的标准温度计之用。热噪声温度检测器它的原理是利用热电阻元件产生的噪声电压与温度的相关性。其特点是输出噪声电压大小与温度是比例关系不受压力影响感温元件的阻值几乎不影响测量精确度所以它是可以直接读出绝对温度值而不受材料和环境条件限制的温度检测器。石英晶体温度检测器它采用或型切割的石英晶片的共振频率随温度变化的特性来制作的。它利用技术，自动补偿石英晶片的非线性，测量精度较高，般可检测到，所以可作标准检测之用。激光温度检测器激光测温特别适于远程测量和特殊环境下的温度测量。用氦氖激光源的激光作反射计可测得很高的温度，精度达用激光干涉和散射原理制作的温度检测器可测量更高的温度，上限可达，专门用于核聚变研究，但在工业上应用还需进步开发和实验。微波温度检测器采用微波测温可以达到快速测量高温的目的。它是利用在不同温度下，温度与控制电压成线性关系的原理制成的。这种检测器的灵敏度为，精度为左右，检测范围为。纯贵金属热电偶的研究由两种纯金属组成的热电偶，因其材料均匀性远优于合金材料，因而稳定性好得多。在铂铑合金热电偶，型的不确定度已很难提高之后，人们开始寻找由纯贵金属组成的热电偶，以代替和型热电偶，作为传递的标准。信息技术时代自动化系统中的温度检测仪表现代的工业过程自动化系统是现场总线控制系统，它是信息技术进入工业自动化后出现的新代的自动控制系统。现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自控装置之间的数字式串行多点通信的数据总线。所有的现场仪表温度检测仪表是其中种均接到现场总线上。在这样的系统中，通常不应使用各有不同输出的温度计，必须将输出转变成统的电信号，这样温度计就变成了温度变送器。在现场总线控制系统中的温度变送器主要是热电偶变送器和热电阻变送器，也有辐射温度变送器。第二章数字式热敏电阻温度计的设计方案方案系统的硬件电路包括微控制器部分主机，温度检测，人机对话键盘显示三个主要部分。系统结构框图和硬件原理图分别如图和图所示。图方案系统结构框图温度检测部分采用传统的热敏电阻，热敏电阻的阻值随环境温度变化而变化，变送器将电阻信号转换成与温度成正比的电压信号，经转换器将其转换为单片机可识别得二进制数字量，单片机主要控制显示器显示正确的温度值，显示器实现显示功能。图方案系统硬件原理图方案二本方案与方案的区别主要是在温度检测部分利用了款新型的温度检测芯片，这个芯片大大简化了温度检测模块的设计，它无需转换，可直接将测得的温度值以二进制形式输出。该方案的原理框图和硬件原理图如图和图所示图方案二系统结构框图是美国达拉斯半导体公司生产的新型温度检测器件，它是单片结构，无需外加即可输出数字量，通讯采用单线制，同时该通讯线还可兼作电源线，即具有寄生电源模式。它具有体积小精度易保证无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控制系统。图方案二系统硬件原理图显示器单片机温度传感器方案比较与选择方案与方案二的主要区别在温度检测部分，方案是采用热敏电阻检测温度，然后利用转换器将温度模拟量转换为二进制数供单片机处理。方案二主要利用这块芯片进行温度检测，并将采集到的模拟量转换为单片机识别的二进制数。方案与方案二相比，它最大的特点就是它能检测的温度范围很大，热敏电阻的性能决定了整个设计的所能检测的温度范围。方案二的温度检测范围已经由系统中的的特性所决定，它能检测的温度范围为到，虽然其温度检测范围很窄，但已足够满足般测量需要，从整体上来看方案二比方