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测控技术与仪器专业课程设计报告

测控技术与仪器专业课程设计报告

班级：040852姓名：黄远健学号起始时间：2012/3/6

课程设计题目：基于430单片机的智能化多路温度巡检仪设计

一、对题目的认识和理解

在工业生产中，温度是最基本的检测参数之一，温度的检测和控制直接和安

全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术指标相联系。随着工业化大

生产日趋发涨的过程，检测生产过程温度变化的智能化多路温度巡检仪在工业生

产中起着不可替代的作用。

目前温度巡检仪的设计技术已基本成熟，设计方案也各种各样，许多新的设

计方案也层出不穷。当然，随着当今电子技术的不断发展，温度巡检仪的设计也

只能是越来越自动化、智能化，在生产中发挥着越来越高效的作用。

随着社会的发展和超大规模集成电路的出现，以单片机为主题，将计算机技

术与测量控制技术结合起来组成的智能仪表在生产中得到了广泛的应用。这些智

能仪器自身带有微处理器，在结构上自成一体，能独立进行测试，使用灵活方便。

然而在实际工业生产活动中常常包含许多工业参数需要测量，如：温度、湿度、

压力、水位、流量等，单独使用温度计、湿度计、压力计等分别测量温度、湿度、

压力等等生产现场的工艺参数已经不能适应生产和生活的需要。数字式智能多路

巡检仪可以测量多个传感器数据，通过巡回显示方式，在单台仪表上可以显示多

个数据，因而可有效节省成本。

本设计所设计的基于430单片机的智能化多路温度巡检仪，应该能够解决

如下几个内容：

1.对多处不同的测试点巡回检测其温度，进行集中管理，集中控制；

2.在测量范围内可以正常显示；

3.结果以数字化形式显示，读数方便

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基于430单片机的智能化多路温度巡检仪设计

二、方案论证与比较

根据设计要求，各单元有以下方案可供选择：

1.传感器单元

方案一：采用热敏电阻或者热电偶作为温度检测元件，将温度值转化为电信

号。这样得到的多路采样信号经滤波器、放大器、多路开关以及A/D转换电路，

由单片机控制通道A/D转换，实时对电压信号进行采样和A/D转换。这种方案

是单片机处理非电量信号的典型方法。热敏电阻精度较高，但需要标准的电阻匹

配才能使用。热电偶价格便宜，但精度低，需热端补偿，两者应用时的外围电路

复杂，调试麻烦。

方案二：采用DS18B29作为温度传感器，它作为电流型集成温度传感器，

在一定的温度范围内，它相当于一个恒流源，不易受到接触、引线电阻、噪声的

干扰，能实现较远距离的传输，并且它的线性特性十分优秀。该方案的传感器兼

有测温和A/D转换的功能，输出值是数字信号，所以不必使用A/D转换器和相

关的接口芯片，能够直接将采集到的信号送入单片机进行处理。硬件电路的设计

也更加简便。该方案在现代工业生产中被广泛采用。该方案硬件简单、线性度高，

故采用。

2.多路信号采集单元

方案一：用NI产的数据采集卡，实现高效、自动化的多路数据采集。但是

多路数据采集卡价格昂贵，考虑到经济因素，虽然该方案方便简洁，但成本太高。

方案二：采用MSP430单片机实现软件控制，实现多路数据采集功能。该

方案实现成本稍高于方案一，但价格优势明显，故采用此方案。

.

三、单元电路（含传感器选型和电路）的设计与说明

1.系统整体硬件设计

系统的主控制器采用TI公司的MSP430单片机，该单片机具有低功耗、稳

定性高、处理能力强大等优点。整个系统主要由温度传感器采集模块、键盘输入

模块、单片机处理模块、显示模块、报警模块和电源及复位模块组成，系统原理

框图如图1所示。

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显示模块

温度采集模块