一种便携式测温仪的研制

　　1引言

　　随着半导体技术的发展，出现了越来越多精密的新型专用芯片。在农业工程中，环境测量与控制是非常重要的，例如可控环境的温度是一个非常重要的调控因子，为了获得环境温度变化的情况，研制了多点测温仪。该测温仪使用MCS-51兼容芯片进行控制，使用DALLAS公司生产的DS18B20为测温芯片，能够将环境的多点温度实时测量显示出来，通过校准，实际测量精度优于0. 2 0C。传统的温度传感器多为热敏电阻、热电偶、集成式模拟温度传感器等形式，其主要特点是温度的测量范围差别很大，可以根据需求选用不同的型号，因此测温范围较广;测量精度相对较低，一般不小于0. 5'C。为了达到较高的测量精度，需要配以复杂的电路，成本很高。早期的测温系统缺少计算机接口，因此缺乏长时间测量的条件。针对现有测温仪的问题，设计了一种便携式高精度测温仪，它具有以下的特点:测量精度较高:测量分辨力为0. 0625 `C，标定后测量精度优于0. 2 0C ;测量范围为00C}45-C;实时显示测量结果;具有计算机接口，能够将测量结果实时传送至计算机，具有长时间测量的能力;通过外挂的功率控制模块，可以很方便地控制其它执行机构。

　　2电路的设计

　　图1是测温原理框图，其中虚线内是测温的主要功能模块。下面分别进行介绍:图1为测温原理框图。

　　2.1微处理器

　　测温的主体控制为AT89C2051 , AT89C2051是ATMEL公司生产的MSC51系列兼容单片机，它的主要特点是内部具有128字节RAM, 2K字节EZPROM，可以进行程序的多次擦写，能够很方便地进行软件的更新，数据能够保持10年，标准DIP20封装，工作电压可以低至2. 7V，使电池供电成为可能。这些都有利于仪器的小型化。利用2051芯片内部的2K程序存储器，设置了温度数据采集、LED显示(考虑到农业环恶劣)、计算机RS232或RS-485接口。

　　2. 2测温元件—DS18B20

　　从测量精度、测温范围、测温系统复杂程度和经济性和传感器的温度漂移特性等综合考虑，选用DS18B20作为测温元件。DS18B20是一种优良的测温传感器，它不需任何外部附加的元件，测量精度和范围适中，片内进行温度的A /D转化，直接输出可编程9,10,11,12位数字量，抗外界干扰能力强，最大的转化时间为750ms;内部含有EZROM，能够在标定后作为修正数据的存储器，采用2线总线传送接收数据。成多点测温系统。

　　2. 3接口电路

　　在这个测温系统中，涉及到不同的接口电路，与LED显示模块的接口使用4094芯片，占用P1. 3,P1. 4两根I/O线。传感器与微处理器的接口占用微处理器的P1.O,P1. 2,P1. 3管脚。RS-232 , RS-485用于通讯，本电路采用Maxim芯片配备一些外围器件就可完成相应通讯接口电路。存储芯片选用带256KRAM的DS1216(可选)，该芯片带有日历功能，在存储数据时也把当时的时间记录下来，便于后续处理。