基于單片機(jī)的測溫電路設(shè)計(jì)研究

摘 要：現(xiàn)代社會電子產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展愈發(fā)壯大，在此前提下，對于單片機(jī)的運(yùn)用十分廣泛，因單片機(jī)相較于其他電子產(chǎn)品。其具有降低能耗、高適用性等等優(yōu)勢。在眾多單片機(jī)種類當(dāng)中，較為常見的單片機(jī)位MCS-51單片機(jī)，此類單片機(jī)能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)通過測溫爾判斷電路運(yùn)行的狀況，本文就針對單片機(jī)對電路測溫設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；測溫；電路設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.045

0 引言

單片機(jī)的應(yīng)用，在現(xiàn)代電子行業(yè)當(dāng)中十分常見，通過單片機(jī)的運(yùn)用，能夠很好的保障電子產(chǎn)品的運(yùn)行。單片機(jī)的應(yīng)用當(dāng)中，對電子產(chǎn)品測溫的設(shè)計(jì)，是較為常見的一種應(yīng)用，通常情況下，會采用MCS-51單片機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)I/O口實(shí)現(xiàn)溫度檢測的電路，最終實(shí)現(xiàn)對電路溫度實(shí)時監(jiān)測的功能。

1 MCS-15單片機(jī)測溫電路系統(tǒng)概述

MCS-51單片機(jī)是現(xiàn)代常用的一種單片機(jī)類型，其屬于8位單片機(jī)，在運(yùn)行速度方面有巨大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)與指令的傳輸層面[1]?；诂F(xiàn)代的應(yīng)用，MCS-51單片機(jī)常被作為單片機(jī)的基本系統(tǒng)來使用，其中包含了4KBROM、4KBEPROM、4KBEEPROM、未裝置程序儲存器四種機(jī)型，所以其適用范圍也相對較廣。

MCS-51單片機(jī)的系統(tǒng)當(dāng)中，配置了8位CPU、1.2MHz～12MHz范圍振蕩器等，使得MCS-51單片機(jī)的應(yīng)用中，能夠體現(xiàn)出人工調(diào)控、信息交流等功能。在數(shù)據(jù)處理方面，因?yàn)镸CS-51單片機(jī)還配置了單總線結(jié)構(gòu)與單一+5V電源，可以對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行精密準(zhǔn)確的分析。

而在測溫電路方面，為了保證檢測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，通過會使用A/D轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器是通過自身的處理，使模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以此便于執(zhí)行相關(guān)的指令并對硬件設(shè)施進(jìn)行驅(qū)動。而基于此功能，就需要保障其精確度，以此使驅(qū)動硬件的指令精確化。

2 MCS-51單片機(jī)測溫電路設(shè)計(jì)硬件框架

（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。以MCS-51單片機(jī)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)測溫電路系統(tǒng)需要在一定基準(zhǔn)上執(zhí)行，需要保障測溫電路系統(tǒng)的測量、管控、儲存等相關(guān)功能[2]。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)為：當(dāng)溫度處于0℃～45℃范圍內(nèi)，要保障溫度具備可調(diào)控性；調(diào)節(jié)范圍上限需要進(jìn)行保障，要求不能超過調(diào)節(jié)總值得1.3倍；數(shù)據(jù)測量方面，檢測數(shù)據(jù)顯示溫度與實(shí)際溫度之間的差異，應(yīng)當(dāng)保持在0.7攝氏度之間，實(shí)現(xiàn)精確性；確保人工調(diào)控與多機(jī)信息交流的功能，以便于對系統(tǒng)進(jìn)行操作。

（2）硬件框架?；贛CS-51單片機(jī)測溫電路的設(shè)計(jì)，其硬件包含：AD590溫度測量傳感器、ADC轉(zhuǎn)換器（AD976轉(zhuǎn)換器）。在框架方面，首先通過AD590溫度測量傳感器的運(yùn)作，對溫度進(jìn)行初步的檢測、數(shù)據(jù)通信，之后應(yīng)用ADC轉(zhuǎn)換器于電壓電容的接口。最終通過ADC轉(zhuǎn)換器與MCS-51單片機(jī)的連接，通過運(yùn)作使ADC轉(zhuǎn)換器的BUSY端電平產(chǎn)生變化，呈現(xiàn)為高電平狀態(tài)，以此即可說明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作已經(jīng)完成。

3 單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行可能存在的問題

（1）單片機(jī)基礎(chǔ)損壞。對于任何形式的單片機(jī)而言，都需要保障三個基礎(chǔ)的運(yùn)行正常，才能使其進(jìn)行運(yùn)行，三個基礎(chǔ)為電源、時鐘晶振、復(fù)位。當(dāng)三個基礎(chǔ)當(dāng)中，任意一個出現(xiàn)問題，都會是單片機(jī)出現(xiàn)明顯的運(yùn)行故障，至此使得測溫電路系統(tǒng)的運(yùn)行也被迫受到影響，容易引發(fā)整體系統(tǒng)的事故。因此但當(dāng)涉及單片機(jī)的系統(tǒng)，在運(yùn)行方面出現(xiàn)了問題，必須要檢查單片機(jī)的三個基礎(chǔ)是否完好。

（2）單片機(jī)內(nèi)部沒有正常運(yùn)行。排出上述三個基礎(chǔ)的故障，單片機(jī)內(nèi)部還存在其他的部分，這些部分如果出現(xiàn)故障，同樣也可能帶來運(yùn)行上的阻礙，其主要體現(xiàn)即為內(nèi)部工作的不正常。而基于故障形式的多樣化，對其進(jìn)行檢測往往需要通過程序的寫入進(jìn)行檢測，通過程序的檢測，能夠確認(rèn)單片機(jī)內(nèi)部是否存在問題，進(jìn)而對故障進(jìn)行排查。

4 單片機(jī)故障檢測方法

（1）單片機(jī)基礎(chǔ)檢測。基于單片機(jī)運(yùn)行的三個基礎(chǔ)，對其進(jìn)行檢測工作，需要采取針對性的檢測措施。對于電源方面，需要通過電壓表、萬用表等等常見電力檢測措施，對單片機(jī)電源與接地腳進(jìn)行檢測，檢測的目標(biāo)為：引腳之間電壓是否在5V。對于時鐘晶振的檢測方面，通常情況下應(yīng)當(dāng)使用示波器來執(zhí)行檢測工作，通過示波器檢測時鐘晶振的運(yùn)行內(nèi)，是否存在相應(yīng)頻率的正弦波脈沖。而復(fù)位檢測方面，主要基于單片機(jī)在進(jìn)行復(fù)位時，其電平通常會表現(xiàn)出高電平復(fù)位的狀態(tài)，基于此在單片機(jī)通電源之后，在復(fù)位的引腳上，其電平一般會顯示為5V左右的高電平，因此此項(xiàng)檢測工作，也可以使用電壓表或者萬用表進(jìn)行檢測。

（2）單片機(jī)內(nèi)部檢測。單片機(jī)內(nèi)部的運(yùn)作如果沒有運(yùn)行，會造成單片機(jī)運(yùn)行的故障，使得整體系統(tǒng)無法運(yùn)作，而對于其檢測，通常情況下，會使用寫入程序的方式來進(jìn)行。

5 單片機(jī)更換要點(diǎn)

（1）同型號更換。單片機(jī)其內(nèi)部出現(xiàn)故障后，想要維修是較為困難的，因此通常情況下，會采取直接更換的方式。在進(jìn)行單片機(jī)更換時，一定要注意更換所用的單片機(jī)型號，確保其與損壞單片機(jī)型號相同，以此才能確保系統(tǒng)的兼容性。

（2）更換單片機(jī)時鐘晶振?；趩纹瑱C(jī)當(dāng)中的時鐘晶振，其損壞后是存在更換的可能性的。但如果需要采取更換的話，那么首先要了解時鐘晶振的具體類型。一般來說時鐘晶振的類型分為兩種，分別為內(nèi)時鐘震蕩與外接時鐘，區(qū)別其類型，可以通過其內(nèi)部的石英晶體進(jìn)行確認(rèn)。內(nèi)部時鐘震蕩，其石英晶體范圍為2-12MHZ，而外接時鐘則不存在石英晶體。確認(rèn)單片機(jī)時鐘晶振類型后，則可開始更換。

6 結(jié)語

單片機(jī)在現(xiàn)代電子產(chǎn)品行業(yè)當(dāng)中，具有十分大規(guī)模的適用范圍，其中就包括了電路測溫。以單片機(jī)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出一個電路測溫系統(tǒng)，能夠很好的實(shí)現(xiàn)對電路溫度的控制，進(jìn)而提高運(yùn)行的速度。本文采取了MCS-51單片機(jī)，以其為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了測溫電路系統(tǒng)，并介紹了使用單片機(jī)是常見的故障、相應(yīng)的檢測方法，以此保障系統(tǒng)運(yùn)行的流暢與質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫亮.基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)研究[J].人間，2015.

作者簡介：軒子路（1996-），男，新疆沙灣人，本科，電氣工程及其動化專業(yè)。endprint