基于单片机的测温电路设计研究

摘 要：现代社会电子产品行业发展愈发壮大，在此前提下，对于单片机的运用十分广泛，因单片机相较于其他电子产品。其具有降低能耗、高适用性等等优势。在众多单片机种类当中，较为常见的单片机位MCS-51单片机，此类单片机能够对电路进行监测，可以实现通过测温尔判断电路运行的状况，本文就针对单片机对电路测温设计进行研究。

关键词：单片机；测温；电路设计

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

0 引言

单片机的应用，在现代电子行业当中十分常见，通过单片机的运用，能够很好的保障电子产品的运行。单片机的应用当中，对电子产品测温的设计，是较为常见的一种应用，通常情况下，会采用MCS-51单片机为基础进行设计，利用单片机I/O口实现温度检测的电路，最终实现对电路温度实时监测的功能。

1 MCS-15单片机测温电路系统概述

MCS-51单片机是现代常用的一种单片机类型，其属于8位单片机，在运行速度方面有巨大的优势，主要体现与指令的传输层面[1]。基于现代的应用，MCS-51单片机常被作为单片机的基本系统来使用，其中包含了4KBROM、4KBEPROM、4KBEEPROM、未装置程序储存器四种机型，所以其适用范围也相对较广。

MCS-51单片机的系统当中，配置了8位CPU、1.2MHz～12MHz范围振荡器等，使得MCS-51单片机的应用中，能够体现出人工调控、信息交流等功能。在数据处理方面，因为MCS-51单片机还配置了单总线结构与单一+5V电源，可以对大量的数据进行精密准确的分析。

而在测温电路方面，为了保证检测数据的转换，通过会使用A/D转换器，此转换器是通过自身的处理，使模拟信号转换为数字信号，以此便于执行相关的指令并对硬件设施进行驱动。而基于此功能，就需要保障其精确度，以此使驱动硬件的指令精确化。

2 MCS-51单片机测温电路设计硬件框架

（1）设计基准。以MCS-51单片机为基础，设计测温电路系统需要在一定基准上执行，需要保障测温电路系统的测量、管控、储存等相关功能[2]。系统设计的基准为：当温度处于0℃～45℃范围内，要保障温度具备可调控性；调节范围上限需要进行保障，要求不能超过调节总值得1.3倍；数据测量方面，检测数据显示温度与实际温度之间的差异，应当保持在0.7摄氏度之间，实现精确性；确保人工调控与多机信息交流的功能，以便于对系统进行操作。

（2）硬件框架。基于MCS-51单片机测温电路的设计，其硬件包含：AD590温度测量传感器、ADC转换器（AD976转换器）。在框架方面，首先通过AD590温度测量传感器的运作，对温度进行初步的检测、数据通信，之后应用ADC转换器于电压电容的接口。最终通过ADC转换器与MCS-51单片机的连接，通过运作使ADC转换器的BUSY端电平产生变化，呈现为高电平状态，以此即可说明数据转换工作已经完成。

3 单片机系统运行可能存在的问题

（1）单片机基础损坏。对于任何形式的单片机而言，都需要保障三个基础的运行正常，才能使其进行运行，三个基础为电源、时钟晶振、复位。当三个基础当中，任意一个出现问题，都会是单片机出现明显的运行故障，至此使得测温电路系统的运行也被迫受到影响，容易引发整体系统的事故。因此但当涉及单片机的系统，在运行方面出现了问题，必须要检查单片机的三个基础是否完好。

（2）单片机内部没有正常运行。排出上述三个基础的故障，单片机内部还存在其他的部分，这些部分如果出现故障，同样也可能带来运行上的阻碍，其主要体现即为内部工作的不正常。而基于故障形式的多样化，对其进行检测往往需要通过程序的写入进行检测，通过程序的检测，能够确认单片机内部是否存在问题，进而对故障进行排查。

4 单片机故障检测方法

（1）单片机基础检测。基于单片机运行的三个基础，对其进行检测工作，需要采取针对性的检测措施。对于电源方面，需要通过电压表、万用表等等常见电力检测措施，对单片机电源与接地脚进行检测，检测的目标为：引脚之间电压是否在5V。对于时钟晶振的检测方面，通常情况下应当使用示波器来执行检测工作，通过示波器检测时钟晶振的运行内，是否存在相应频率的正弦波脉冲。而复位检测方面，主要基于单片机在进行复位时，其电平通常会表现出高电平复位的状态，基于此在单片机通电源之后，在复位的引脚上，其电平一般会显示为5V左右的高电平，因此此项检测工作，也可以使用电压表或者万用表进行检测。

（2）单片机内部检测。单片机内部的运作如果没有运行，会造成单片机运行的故障，使得整体系统无法运作，而对于其检测，通常情况下，会使用写入程序的方式来进行。

5 单片机更换要点

（1）同型号更换。单片机其内部出现故障后，想要维修是较为困难的，因此通常情况下，会采取直接更换的方式。在进行单片机更换时，一定要注意更换所用的单片机型号，确保其与损坏单片机型号相同，以此才能確保系统的兼容性。

（2）更换单片机时钟晶振。基于单片机当中的时钟晶振，其损坏后是存在更换的可能性的。但如果需要采取更换的话，那么首先要了解时钟晶振的具体类型。一般来说时钟晶振的类型分为两种，分别为内时钟震荡与外接时钟，区别其类型，可以通过其内部的石英晶体进行确认。内部时钟震荡，其石英晶体范围为2-12MHZ，而外接时钟则不存在石英晶体。确认单片机时钟晶振类型后，则可开始更换。

6 结语

单片机在现代电子产品行业当中，具有十分大规模的适用范围，其中就包括了电路测温。以单片机为基础，设计出一个电路测温系统，能够很好的实现对电路温度的控制，进而提高运行的速度。本文采取了MCS-51单片机，以其为基础设计了测温电路系统，并介绍了使用单片机是常见的故障、相应的检测方法，以此保障系统运行的流畅与质量。

参考文献：

[1]孙亮.基于单片机的温度控制系统研究[J].人间，2015.

作者简介：轩子路（1996-），男，新疆沙湾人，本科，电气工程及其动化专业。endprint