具有rs485通信功能温度变送器设计
如今工业的发展十分迅速，然而温度的测量与控制在工业中十分重要，所测温度数据的准确性将会对生产产品质量和生产效率起着重要的因素，并且温度也会对产品安全性造成一定的影响，所以在日常工作环境中温度是影响工业产品质量的因素之一。本课题主要是对日常工业环境中的温度实行检测并将所测到的温度数据通过存储器存储，最终将通过通信技术远程传输实现温度的查看。本设计是具有RS485通信功能温度变送器设计，温度变送器集单片机控制技术、RS485通信技术、AT204C02存储技术、AD硬件搭建技术综合于一体来进行设计。然而RS485通信技术作为主要的传输方式可以通过远程有线监控和读取分析，是将所存储的数据通过远程传输来实现数据的查看，通过上位机软件不断的读取数据。本设计除了对高温的测量以外，对所测温度还可进行存储，以便对温度数据进行分析和传输，有利于在今后测量温度时方便准确性高，大大提高工作效率。
【KEY WORD】:single chip temperature measurement RS485 Communications technology IIC bus Thermocouple 目录
一、 引言 1
（一）温度检测发展背景介绍 1
（二）国内外研究发展介绍 2
（三）本课题主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控器件的选择 3
（二）温度检测传感器件的选用 4
（三）MAX6675的介绍 5
（四）存储芯片AT24C02的介绍 6
（五）RS485接口通讯芯片的介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一）温度检测系统的硬件设计 8
（二）各个模块讲解与介绍 8
1.热电偶传感器与模数转换. 9
2.实时显示模块. 9
3.报警模块 10
4.存储及存储提示模块 10
5 .RS485通信模块 11
6.单片机 11
四、 软件系统设计 13
（一）电脑串口与单片机传输数据方式的确定 13
（二）主程序部分 14
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（三）存储与存储提示模块 15
五、调试模块 16
总 结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 元件列表 21
一、 引言
（一）温度测量发展背景
当今社会中无论是日常生活、还是工业和技术领域对温度的测量的要求十分重要，在当前每个普通的环境中温度是重要因素之一，因此任何一件事情都不能忽略温度重要性。温度作为一个重要的参考因素，要保证各项工作的正常运行必须考虑温度因素，例如在粮仓或者孵化产的温度的实时监测、火灾报警、工业生产科学技术领域都要考虑温度的因素，因而温度测量技术在各项工作中都被广泛重视和使用。
如今市场需求决定技术的方向，技术引导着产品开发的方向。温度对制造生产的整个流程中的影响都是无时不在的，因此温度控制适当对生产生活都是非常重要的，温度控制得不适会对其他的因素有着不同程度的不利影响，所以温度测量成为当今世界的一个重要研究得热点。
（二）国内外研究发展现状
目前国内外对温度测量技术领域都有一定的发展，并且有一定的科学成果。在不同的工作要求和体系中也要求（精度、读取频率）也不相同。在前苏联压电石英平吕温度计精度已经达到了0.001摄氏度，理论上可以达到0.0001摄氏度的精度，在40~230摄氏度温度与频率可以线性的体现，日本温度测量的最大精度也同样达到0.001摄氏度（同样利用石英的温度与频率的特性），温度精确测量的范围在80摄氏度到200摄氏度，美国研发的25欧姆铂电阻温度计的精度可达到0.00002摄氏度，而在我国所生产的石英温度传感器可以达到0.0001摄氏度的精度。
近年来温度测量的技术发展不断提高，重点有薄膜温度传感器和热电偶测温技术以及热电偶材料性能的提高（N型热电偶越来越得到重视）、保护套管材料对温度传感器的研究，以及辐射的测温技术和光纤测温技术的研究。
（三）本文主要研究内容
在温度测量的背景和国内外对温度测量的发展现状的测量前提下，本论文对温度测量进行了研究，并通过设计实现。同时本论文在满足温度测量的前提下还实现远距传输温度数据、显示温度数据、保存温度数据的功能。温度测量是经过热电偶来测量温度的，而在远距传输中采用到了RS485通信技术，而显示温度则用到了串口和数码管，对测量到的温度数据保存则用AT24C02，CPU是通过模拟iiC协议来读取AT24C02中的数据。
下面对本文的结构进行介绍，以便读者对本文有更清晰的一个结构。本文的第一部分是引言部分，是对本课题的背景进行介绍，以及研究温度测量意义的阐述；第二部分是对课题的方案选择及元器件介绍，也就是用什么东西怎么样来实现本课题的一个前提概述，第三部分是对硬件系统进行设计，通过Altium designer制作了实现温度测量的硬件的电路图，也对原理进行了一定的描述；第四部分是对软件系统的一个描述，其中包括在写程序以及调试过程的遇到的一些问题和一些总结和心得，也是一种学习实践过程。
本课题实现了以下几点功能：
1、实现了准确测量1000摄氏度以内的温度
2、能够实时显示和传输温度数据
3、将当前所测量的温度数据保存在存储器的地址中，方便上位机程序来读取数据
4、经过上位机软件不断地读数据，在上位机上保存到数据库，方便分配温度曲线
5、对温度数据能进行远距离传输
6、具有报警功能（高于一百摄氏度报警）
方案选择及元器件
1、CPU的选择
对于CPU的选择本课题用STC15F2K60S2。STC15F2K60S2是STC公司的一个增强型51系列的单片机，它的程序空间有60KB大小，SRAM为2KB，支持在线编程（利用STCISP烧写器即可烧写hex格式的文件），有8个10位的AD通道，这里用的原因是因为数码管显示等占用引脚比较多，而且本芯片功能运行比较稳定，然后本芯片是无需晶振的，也就是可以用内部的R/C时钟，也可以用外部晶振产生的时钟。
【KEY WORD】:single chip temperature measurement RS485 Communications technology IIC bus Thermocouple 目录
一、 引言 1
（一）温度检测发展背景介绍 1
（二）国内外研究发展介绍 2
（三）本课题主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控器件的选择 3
（二）温度检测传感器件的选用 4
（三）MAX6675的介绍 5
（四）存储芯片AT24C02的介绍 6
（五）RS485接口通讯芯片的介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一）温度检测系统的硬件设计 8
（二）各个模块讲解与介绍 8
1.热电偶传感器与模数转换. 9
2.实时显示模块. 9
3.报警模块 10
4.存储及存储提示模块 10
5 .RS485通信模块 11
6.单片机 11
四、 软件系统设计 13
（一）电脑串口与单片机传输数据方式的确定 13
（二）主程序部分 14
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（三）存储与存储提示模块 15
五、调试模块 16
总 结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 元件列表 21
一、 引言
（一）温度测量发展背景
当今社会中无论是日常生活、还是工业和技术领域对温度的测量的要求十分重要，在当前每个普通的环境中温度是重要因素之一，因此任何一件事情都不能忽略温度重要性。温度作为一个重要的参考因素，要保证各项工作的正常运行必须考虑温度因素，例如在粮仓或者孵化产的温度的实时监测、火灾报警、工业生产科学技术领域都要考虑温度的因素，因而温度测量技术在各项工作中都被广泛重视和使用。
如今市场需求决定技术的方向，技术引导着产品开发的方向。温度对制造生产的整个流程中的影响都是无时不在的，因此温度控制适当对生产生活都是非常重要的，温度控制得不适会对其他的因素有着不同程度的不利影响，所以温度测量成为当今世界的一个重要研究得热点。
（二）国内外研究发展现状
目前国内外对温度测量技术领域都有一定的发展，并且有一定的科学成果。在不同的工作要求和体系中也要求（精度、读取频率）也不相同。在前苏联压电石英平吕温度计精度已经达到了0.001摄氏度，理论上可以达到0.0001摄氏度的精度，在40~230摄氏度温度与频率可以线性的体现，日本温度测量的最大精度也同样达到0.001摄氏度（同样利用石英的温度与频率的特性），温度精确测量的范围在80摄氏度到200摄氏度，美国研发的25欧姆铂电阻温度计的精度可达到0.00002摄氏度，而在我国所生产的石英温度传感器可以达到0.0001摄氏度的精度。
近年来温度测量的技术发展不断提高，重点有薄膜温度传感器和热电偶测温技术以及热电偶材料性能的提高（N型热电偶越来越得到重视）、保护套管材料对温度传感器的研究，以及辐射的测温技术和光纤测温技术的研究。
（三）本文主要研究内容
在温度测量的背景和国内外对温度测量的发展现状的测量前提下，本论文对温度测量进行了研究，并通过设计实现。同时本论文在满足温度测量的前提下还实现远距传输温度数据、显示温度数据、保存温度数据的功能。温度测量是经过热电偶来测量温度的，而在远距传输中采用到了RS485通信技术，而显示温度则用到了串口和数码管，对测量到的温度数据保存则用AT24C02，CPU是通过模拟iiC协议来读取AT24C02中的数据。
下面对本文的结构进行介绍，以便读者对本文有更清晰的一个结构。本文的第一部分是引言部分，是对本课题的背景进行介绍，以及研究温度测量意义的阐述；第二部分是对课题的方案选择及元器件介绍，也就是用什么东西怎么样来实现本课题的一个前提概述，第三部分是对硬件系统进行设计，通过Altium designer制作了实现温度测量的硬件的电路图，也对原理进行了一定的描述；第四部分是对软件系统的一个描述，其中包括在写程序以及调试过程的遇到的一些问题和一些总结和心得，也是一种学习实践过程。
本课题实现了以下几点功能：
1、实现了准确测量1000摄氏度以内的温度
2、能够实时显示和传输温度数据
3、将当前所测量的温度数据保存在存储器的地址中，方便上位机程序来读取数据
4、经过上位机软件不断地读数据，在上位机上保存到数据库，方便分配温度曲线
5、对温度数据能进行远距离传输
6、具有报警功能（高于一百摄氏度报警）
方案选择及元器件
1、CPU的选择
对于CPU的选择本课题用STC15F2K60S2。STC15F2K60S2是STC公司的一个增强型51系列的单片机，它的程序空间有60KB大小，SRAM为2KB，支持在线编程（利用STCISP烧写器即可烧写hex格式的文件），有8个10位的AD通道，这里用的原因是因为数码管显示等占用引脚比较多，而且本芯片功能运行比较稳定，然后本芯片是无需晶振的，也就是可以用内部的R/C时钟，也可以用外部晶振产生的时钟。
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