基于單片機的測溫電路設計研究

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，對于單片機的運用十分廣泛，因單片機相較于其他電子產(chǎn)品。其具有降低能耗、高適用性等等優(yōu)勢。在眾多單片機種類當中，較為常見的單片機位MCS-51單片機，此類單片機能夠?qū)﹄娐愤M行監(jiān)測，可以實現(xiàn)通過測溫爾判斷電路運行的狀況，本文就針對單片機對電路測溫設計進行研究。

關鍵詞：單片機；測溫；電路設計

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

0 引言

單片機的應用，在現(xiàn)代電子行業(yè)當中十分常見，通過單片機的運用，能夠很好的保障電子產(chǎn)品的運行。單片機的應用當中，對電子產(chǎn)品測溫的設計，是較為常見的一種應用，通常情況下，會采用MCS-51單片機為基礎進行設計，利用單片機I/O口實現(xiàn)溫度檢測的電路，最終實現(xiàn)對電路溫度實時監(jiān)測的功能。

1 MCS-15單片機測溫電路系統(tǒng)概述

MCS-51單片機是現(xiàn)代常用的一種單片機類型，其屬于8位單片機，在運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]。基于現(xiàn)代的應用，MCS-51單片機常被作為單片機的基本系統(tǒng)來使用，其中包含了4KBROM、4KBEPROM、4KBEEPROM、未裝置程序儲存器四種機型，所以其適用范圍也相對較廣。

MCS-51單片機的系統(tǒng)當中，配置了8位CPU、1.2MHz～12MHz范圍振蕩器等，使得MCS-51單片機的應用中，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，因為MCS-51單片機還配置了單總線結構與單一+5V電源，可以對大量的數(shù)據(jù)進行精密準確的分析。

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)行相關的指令并對硬件設施進行驅(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單片機測溫電路設計硬件框架

（1）設計基準。以MCS-51單片機為基礎，設計測溫電路系統(tǒng)需要在一定基準上執(zhí)行，需要保障測溫電路系統(tǒng)的測量、管控、儲存等相關功能[2]。系統(tǒng)設計的基準為：當溫度處于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)顯示溫度與實際溫度之間的差異，應當保持在0.7攝氏度之間，實現(xiàn)精確性；確保人工調(diào)控與多機信息交流的功能，以便于對系統(tǒng)進行操作。

（2）硬件框架。基于MCS-51單片機測溫電路的設計，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作，對溫度進行初步的檢測、數(shù)據(jù)通信，之后應用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單片機的連接，通過運作使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 單片機系統(tǒng)運行可能存在的問題

（1）單片機基礎損壞。對于任何形式的單片機而言，都需要保障三個基礎的運行正常，才能使其進行運行，三個基礎為電源、時鐘晶振、復位。當三個基礎當中，任意一個出現(xiàn)問題，都會是單片機出現(xiàn)明顯的運行故障，至此使得測溫電路系統(tǒng)的運行也被迫受到影響，容易引發(fā)整體系統(tǒng)的事故。因此但當涉及單片機的系統(tǒng)，在運行方面出現(xiàn)了問題，必須要檢查單片機的三個基礎是否完好。

（2）單片機內(nèi)部沒有正常運行。排出上述三個基礎的故障，單片機內(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，對其進行檢測往往需要通過程序的寫入進行檢測，通過程序的檢測，能夠確認單片機內(nèi)部是否存在問題，進而對故障進行排查。

4 單片機故障檢測方法

（1）單片機基礎檢測。基于單片機運行的三個基礎，對其進行檢測工作，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，對單片機電源與接地腳進行檢測，檢測的目標為：引腳之間電壓是否在5V。對于時鐘晶振的檢測方面，通常情況下應當使用示波器來執(zhí)行檢測工作，通過示波器檢測時鐘晶振的運行內(nèi)，是否存在相應頻率的正弦波脈沖。而復位檢測方面，主要基于單片機在進行復位時，其電平通常會表現(xiàn)出高電平復位的狀態(tài)，基于此在單片機通電源之后，在復位的引腳上，其電平一般會顯示為5V左右的高電平，因此此項檢測工作，也可以使用電壓表或者萬用表進行檢測。

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

5 單片機更換要點

（1）同型號更換。單片機其內(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。在進行單片機更換時，一定要注意更換所用的單片機型號，確保其與損壞單片機型號相同，以此才能確保系統(tǒng)的兼容性。

（2）更換單片機時鐘晶振。基于單片機當中的時鐘晶振，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)部的石英晶體進行確認。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。確認單片機時鐘晶振類型后，則可開始更換。

6 結語

單片機在現(xiàn)代電子產(chǎn)品行業(yè)當中，具有十分大規(guī)模的適用范圍，其中就包括了電路測溫。以單片機為基礎，設計出一個電路測溫系統(tǒng)，能夠很好的實現(xiàn)對電路溫度的控制，進而提高運行的速度。本文采取了MCS-51單片機，以其為基礎設計了測溫電路系統(tǒng)，并介紹了使用單片機是常見的故障、相應的檢測方法，以此保障系統(tǒng)運行的流暢與質(zhì)量。

參考文獻：

[1]孫亮.基于單片機的溫度控制系統(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