第4章智能型温度测量仪4.1智能型温度测量仪的原理3)数据的处理和通信智能型温度测量仪可进行各种复杂运算（测量算法和控制算法），对获取的温度信息进行整理和加工；统计分析干扰信号特性，采用适当的数字滤波，达到抑制干扰的目的；实现各种控制规律，满足不同控制系统的需求；与其他仪器和微机进行数据通信，构成各种计算机控制系统等。4)多种输出形式智能型温度测量仪的输出形式可以有数字显示、打印记录、声光报警，还可以多点巡回检测。它既可输出模拟量，也可输出数字量（开关量）信号。5)自诊断和断电保护智能型温度测量仪对仪表内部各种故障能自动诊断出来，并能进行故障显示或报警。断电时，仪表内的切换电路自动接上备用电池，以保持储存的数据。4.1.2智能型温度测量仪的基本结构与工作流程智能型温度测量仪与其他智能化仪器一样，也是由硬件和软件两大部分组成的。1.硬件结构智能型温度测量仪的硬件部分由单片机主机电路、过程输入输出通道、键盘（人—机联系部件）、接口和显示打印部分组成，如图4-1所示。图4-1智能型温度测量仪的硬件组成框图2.系统软件智能型温度测量仪的系统软件主要由监控程序、中断处理程序以及实现各种算法的功能模块等组成。监控程序用于接受和分析各种指令，管理和协调整个系统各程序的执行；中断处理程序是用于人—机联系或输入产生中断请求以后转去执行并及时完成实时处理任务的程序；软件的功能模块用来实现仪器的数据处理和各种控制功能。3.工作流程智能型温度测量仪的工作流程如图4-2所示。由温度传感器进入的模拟信号（直流电势或电阻）经过输入信号处理，即经过交换、放大、整形和补偿后，由A/D转换成数字量。此数字信号通过接口送入缓冲寄存器以保存输入数据。微处理器CPU对输入的数据进行加工处理、分析、计算后，将运算结果存入读写存储器中。与此同时，将数据显示和打印出来；也可将输出的开关量经D/A转换成模拟量输出，或者利用串、并行标准接口实现数据通信。整机工作过程是在系统软件控制下进行的。工作程序编制好后写入只读存储器中，通过键盘可将必要的参数和命令存入读写存储器中。图4-2智能型温度测量仪的工作流程4.2智能型温度测量仪的电路结构及特点8031型单片机片内无ROM，应用时必须外接EPROM才可使用；8051型片内具有4KB字节的掩膜ROM；而8751型片内则具有4KB字节的紫外线可擦除电可编程的EPROM。这三种芯片的引脚兼容，从而把开发问题减小到最低限度，并提供最高的灵活性。8751最适用于开发样机，以及小批量生产和需要现场进一步完善的场合；8051适用于低成本，大批量生产的场合；8031则适用于能方便灵活地在现场进行修改和更新程序存储器的场合。MCS-51系列单片机指令系统提供了七种寻址方式，可寻址64KB字节的程序存储器空间和64KB字节的数据存储器空间；共有111条指令，其中包括乘除指令和位操作指令；中断源有5个（8032/8052为6个），分为2个优先级，每个中断源的优先级都是可编程的；在RAM区中还开辟了4个通用工作寄存区，共有32个通用寄存器，可以适用于多种中断或子程序嵌套的情况。在MCS-51系列单片机内部，还有1个由直接可寻址位组成的布尔处理机，即位处理机。指令系统中的位处理指令专用于对布尔处理机的各位进行布尔处理，特别适用于位线控制和解决各种逻辑问题。MCS-51简化结构框图与逻辑符号如图4-3所示。图中信号端子的意义如下：XTAL1、XTAL2：内部振荡电路的输入输出端。RESET：复位信号输入端。EA：内外程序存储器选择端。当EA为高电平时，访问内部程序存储器；当EA保持低电平时，只访问外部程序存储器，不管是否有内部存储器。ALE：地址锁存信号输出端。PSEN：外部程序存储器读选通信号输出端。P0～P3：四个8位I/O端口，用来输入输出数据。P3口中还包括了一些控制信号线。MCS-51系列单片机存储容量较小，许多情况下需要外接EPROM。此时，P0、P2口作为地址/数据总线口。关于MCS-51系列单片机的详细内容可查阅有关参考资料。图4-3MCS-51单片机结构框图与逻辑符号(a)结构框图；(b)逻辑符号2）主机电路4.2.2温度检测电路温度是一个很重要的物理参数，也是一个非电量，自然界中任何物理化学过程都紧密地与温度相联系。在很多产品的生产过程中，温度的测量与控制都直接和产品质量、生产效率、节约能源以及安全生产等重要经济技术指标相联系。因此，温度的测量是一个具有重要意义的技术领域，在国民经济各个领域中都受到相当的重视。常用的温度传感器有热电阻、热敏电阻温度传感器，热电偶及集成对管温度传感器等。由于各种温度传感器工作原理不同，因此有不同的应用检测电路。电阻温度传感器的主要优