测控电路设计与应用

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测控电路设计与应用范文第1篇

关键词：光电检测　人机交互　电路设计

中图分类号：TP27

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）007-051-02

光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术，主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等，具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点,在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用，如光扫描、光跟踪测量，光纤测量，激光测量，红外测量，图像测量，微光、弱光测量等，是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。伴随着科学技术的发展，智能光电检测已成为光电检测技术的发展方向。

1 智能光电检测的基本原理

在基于光信息采集和光电转换的光纤光栅传感系统中，光电检测仪器起着关键作用，而要使光电检测仪器能够适应恶劣环境和检测出光纤光栅波长的微小位移，并将光信号转化为易于处理的电信号，就需要设计出光电检测电路。

本文设计的智能光电检测电路融合了机、光、电、计算机、人工智能等新技术，其检测系统的结构随被测对象的不同而不尽相同。一般智能电子检测系统由智能信号处理系统、光电传感系统、测控系统、输出系统和接口单元等组成。它以智能信号处理系统为核心，集成了光学采集、光学变换、光电转换、电路调理、接口及信息输出等技术，可以实现光信息采集、光电信号转换、信号探测、逻辑运算与推理、记忆存储及信息传输等功能，并自动完成自检自校和自我诊断与调整等功能。其系统结构与原理参见图1。

智能信号处理系统由微处理器和智能模块组成，其中，微处理器承担数据的处理、运算、存储、管理及信息传输等任务，是智能光电检测系统的核心，并决定其性能。微处理器通常由高性能的单片机或嵌入式微处理器组成，如 8 位的 51 系列单片机、16 位低功耗 MSP430系列单片机、DSP信息处理系统和ARM系统设计芯片等。智能模块实际上是一个智能程序，它集光电检测领域专家知识之大成，代替专家适时解决检测中出现的各种问题，通常由专家知识库、数据模块、逻辑运算与推理程序等组成。

光电传感器系统主要由光电检测元件组成，包括光源、光学通路和光电元件等组成，其功能是实现光学变换和光电转换与传输。目前，常用的光电检测元件有光敏电阻、光电倍增管、光电耦合器件、光电二极管、光电三极管、发光二极管（LED）等。

测控电路是对输入的光电传感器信号进行相应的处理，其主要功能是对信号进行放大、滤波、调制、解调、运算、控制、转换及环境检测等。

输出系统用于输出经过智能信号处理系统确认正确的传感器信息，供用户使用，包括信息存储和输出显示等。

接口包括人机交互接口和总线与网络接口，前者是用于外界对嵌入式智能光电检测系统进行的人机交互，如对数据的修改、添加、删除、维护等；后者指设备之间链接和网络间的通信，以方便信息传输和共享。

2 智能光电检测系统的电路设计

智能光电检测系统主要由光电转换电路、信号放大电路、滤波电路、环境检测电路、智能控制电路、接口电路等组成。其系统框架参见图2。

首先，将采集的光信息通过光电探测器转换成电信号；其次，针对信号转换过程中的信号弱和噪声大的问题进行信号放大和噪声滤除，并对环境信号适时检测。光电转换的信号经A/D转换器变换成数字信号，进入智能信号处理系统进行处理，随后由输出系统传送处理后的信息，完成一次信息循环。因此，良好的光电转换电路设计，应充分满足输出信噪比高、被测信号无频率失真和输出信号功率大的要求。

(1) 光电转换电路

采用光电检测技术首先应设计光电转换电路解决光电转换问题。在采集光信息时，由于反射光的强弱受反射物表面的形状、颜色、阳光、灯光照射等多因素的影响，除了选择好采光点外，还应采用在光源范围内有较高灵敏度的元器件，如光敏三极管灵敏度比光电池、光敏电阻、光敏二极管高，不仅随光线变换有较好的线性，而且对光电流有放大作用。图3为灵敏度可调的光电转换电路。利用OPT201可以构建灵敏度可调的光电转换电路，调节分压电阻，即改变5K%R电位器，可改变放大器增益。

（2）信号放大电路

在光电信号转换的过程中，由于输出电压信号微弱，需要设计放大电路予以放大。图4提供了T型网络结构的放大电路。图4中，

这种放大电路由电阻比值结构决定放大器的增益，且反馈电阻扩展了(1+Rx/R2)倍，减少了热噪声和对运放输入偏置电流的影响，放大器具有精度高、稳定性好的优点。其不足是当单通道输入的时候，若输入为不稳定的误差信号，就会直接影响输出端，导致电路稳定性下降。

(3)滤波电路

在光信号转换为电信号的过程中，由于混合有自然光等非检测光源，加上白噪声和器件自身的噪声，使被检测信号的频率有可能失真。为了消除光电信号转换中的这种不利影响，应设计滤波电路，滤除自然光及噪声的干扰。图5为有源滤波电路。

有源滤波器是含有半导体三极管等有源器件的滤波器，与无源滤波器相比，具有体积小、重量轻、价格低、结构牢固、便于集成的特点。图5为压控电压源有源滤波器(VCVS)，采用运算放大OP27和双RC网络构成性能优良的二阶有源滤波电路，可以滤除5Hz以上的信号。

3 结束语

本文分析了智能光电检测的基本原理，在此基础上对完整的智能光电检测系统的各个环节的电路设计进行了系统的探讨，包括光电信息采集系统中的光电转换电路设计、信号放大电路设计、滤波电路设计，环境信号检测系统的温度过热检测电路设计、温度补偿电路设计，智能信号处理系统的智能模块电路设计，以及总线及人机交互接口和信息输出系统中的电路设计。智能光电检测系统由于环境适应能力强，测量范围广，测量精确度高，尤其是强化了人工智能系统，可以自动对噪声、温度、电压波动及光源的变化进行修正，加上良好的人机交互界面，大大简化了操作程序，提高了数值处理和分析的效率。我们相信，随着光纤材料、计算机技术和人工智能技术等的不断进步，智能光电检测技术将会不断得到完善和改进，并将引领光电检测技术未来的发展方向。

参考文献：

[1]　周烨,吴炜,黄子强.基于光电检测的红外光信号接收电路设计[J].电子设计工程,2011(1):113-115.

[2]　王立刚,李晶晶,建天成.智能光电检测技术研究与电路设计[J].大庆石油学院学报,2009(8):99-102.

[3]　陈张玮,李玉和,李庆祥,等.光电探测器前级放大电路设计与研究[J].电测与仪表,2005(6):32-34.

测控电路设计与应用范文第2篇

电池管理系统多通道高精度数据采集电路具体设计方案如图1所示。图1中左侧是电池组检测的相关模拟量数据，包括12路单体电压数据、充放电2路电流数据、电池组工作温度及环境温度数据，这些数据对应的物理量可能是电压、电流、电阻，考虑到A/D转换只能以电压的形式实现模拟量的获取，因此相应的设计了信号转换电路，实现不同类型信号的电压转换；考虑到A/D转化模拟量量程的需求，设计了不同的信号放大电路；为了防止超量程的模拟量对A/D器件造成的影响，设计了对应的保护电路；为了防止干扰信号对数据准确性的影响，设计了滤波电路。16路电压模拟量产生后，A/D器件在MCU的控制下逐次对16个通道数据进行A/D转换，转换后的数字量用于实现对电池管理系统的SOC评估及其它管理工作。

2硬件电路设计

2.1动力电池电压信号检测电路设计

动力电池组是由众多单体电池串联而成。本设计中，选取12个单体电池串联而成的动力电池组，相应的就有12个电压模拟量信号。图2所示为电压采集电路设计。动力电池组中，各个动力电池串联而成。在地参考点的作用下，各个电池正负极对地参考电压近似比例增大，为实现输出的是电池电压，最有效的实现途径是借助由运算放大器“虚短”与“虚断”原理构成的减法电路。图2中，由双运放运算放大器LM358构建2级网络：第1级即为由R1~R4组建的差分放大电路形成减法电路，第2级构成电压跟随器，起到缓冲及隔离的作用。LM358使用单5V电源供电。

2.2动力电池双向电流检测电路设计

电池组在充放电过程中，由于只有一个充放电通道，理论上而言电流检测通道只有一个。根据电路理论电流在其参考方向下存在正负之分，因此必须单独设计充电电流、放电电流各自的检测信号。图3所示为集成的双向电流检测硬件电路设计。从电路中可以看出，该电路的设计非常类似于电气中的互锁电路。从采样电阻中采集的电阻两端电压在电阻分压网络下，产生不同的电压。结合运放的差分放大功能，分别引入LM358运算放大器的2组不同的运放输入端，由于引入同相输入端和反相输入端的电压不同，使得2组运放各自工作在线性工作区与非线性工作区中。当电池组中有任意方向的电流时，均会产生一组运放工作在线性放大区域产生对应的模拟电压信号同时另外一组运放工作在非线性区域而作为电子开关输出供电电源的参考地电压。在实际的电动汽车中，通常选用100AH的动力电池组为电动汽车提供动力源，这样，采样电阻的选择就有了依据。本设计中，选用0.05R/2W的采样电阻多个并联成0.01R的功率电阻作为充放电电流检测元件。

2.3动力电池组温度检测电路设计

温度检测保证电池组工作在可靠温度范围内而不引起电池故障，是电池管理系统中必不可少的有效组成部分。温度检测传感器选用PT100系列温度传感器。最新制造工艺出产的PT100体积小，精度高，比较适合应用在电池管理系统温度检测单元中。本设计中，选用三线式桥式测温电路，其最大优点在于将地线单独引出，参考电阻网络的地线电阻可以与PT100的地线电阻匹配，减小电阻差异带来的偏差问题，提高温度测量精度。其设计原理同电压采集电路基本相同。

3调试数据与分析

设计完毕后，对该套电池管理系统的硬件电路进行了制版调试。在解决了焊接遗留的硬件问题后，通过MCU的监测获取了大量数据。调试过程中某一时刻点的状态量。从测试数据可以看出，无论是电压、电流、还是温度，其相对误差都控制在1%以内，特别是电压检测数据，精度更是达到了3‰，这样的误差在电池管理系统误差允许范围之内，达到了电池管理系统数据采集前端模块硬件电路设计的目的。

4总结

测控电路设计与应用范文第3篇

关键词：备用电源 过欠压检测 Mulitisim

中图分类号：TL503.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（b）-0000-00

1.引言

为了防止控制模块的直流27V供电电源输出出现异常时，对控制模块造成的数据丢失、电子设备及后级负载的损害等问题，考虑一路备用电源是十分必要的[1]。本文中选用一款蓄电池作为备用电源，当供电电源输出出现中断或异常时，蓄电池仍可以持续一定时间给控制模块供电，既保证了控制模块的数据不会丢失，同时减少了对电子设备及后级负载的影响。此外，备用电源要具有对蓄电池的充电功能，还要实现27V电源与蓄电池的切换功能，以及对蓄电池充放电的过欠压检测和对供电电源的异常检测等保护功能。

2.工作原理

当27V直流电源正常时，直接给控制模块供电，同时给蓄电池组充电；当27V直流电源异常时，切换电路将电路切换到蓄电池组供电。当蓄电池组作为控制模块供电电源时，必须实时监测蓄电池组的放电电压，当电压降到设定阈值时切断电路，以免电池损坏。

在检测电路中，必须达到以下效果：27V直流电源给蓄电池组充电正常时，发光二极管D7灯亮，直至充满D7灯灭；27V直流电源异常时，电路切换到蓄电池供电，发光二极管D6开始闪亮，待蓄电池组放电至欠压D6灯灭，进行光报警，备用电路原理图如图1所示。

3.组成

本文设计中，备用电源主要由蓄电池组和监测控制电路模块两大部分组成。其中，蓄电池组主要由两个12V蓄电池串联而成，监测控制电路模块主要由充电电路、欠压检测电路、过压检测电路以及切换电路等组成。备用电源原理框图如图2。

3.1蓄电池组

铅酸蓄电池由于其制造成本低，容量大，价格低廉而得到广泛的应用[2]。但是，若使用不当，其寿命将大大缩短。因此为有效延长蓄电池的使用寿命，在本电路中主要设计了对电池充放电时过欠压的控制电路。

选取2块免维护铅酸蓄电池12V1.3AH/20HR串联使用。蓄电池组放电时间按式（1）计算[3]。

Q ……………………………… （1）

式中：

Q――蓄电池容量（Ah）（取值1.3Ah）

K――安全系数（取值1.25）

I――负载电流（A）（取值0.4A）

T――放电小时数（h）

t――蓄电池最低环境温度（℃）（取值15℃）

η――放电容量系数（取值0.76）

α――蓄电池放电温度系数（取值0.008）

由式 （1）可得电池放电时间约为2h，满足备用电源延时要求。

3.2监测控制电路模块

a）充电电路

备用电源电路原理图如图1所示， 27V直流电源由MOS管控制给蓄电池充电，在27V直流电源正常时，给控制模块供电，同时蓄电池处于充电状态，此时发光二极管D7灯亮，直至充满D7灯灭。

b）电池欠压监测电路

在蓄电池正常工作一段时间后电池电压下降，当下降到保护值（电压

c）电池过压监测电路

充电过压监测是为了防止蓄电池过充，从而延长蓄电池寿命，同时也能防止过充造成不必要的危险。如图1所示，充电过压（电压27.6V）终止由电压比较器U1A控制，电阻R1、R2串联采样充电电压接到比较器U1A的反相端，同向端由TL431提供2.5V的基准电压，当电池电压高于27.6V时，比较器U1A输出低电平，Q2截止，Q3导通，MOS管Q4关断，电池停止充电。

d）切换电路

当27V直流电源异常时，切换电路切换到蓄电池工作状态，实现不间断供电。由于需要通过功率器件――继电器来切换，而功率器件的切换是需要动作时间的，因此在本电路设计中，如图1所示，对控制模块电源输入端并联大电容来弥补切换中断时间时的电源供电，从而确保控制模块零中断工作。

4.结束语

通过对控制模块备用电源的合理设计，可完成备用蓄电池的充电、过欠压监测与光报警及其切换等功能，实现了对控制模块的不间断供电，提高了工作效率。

参考文献

[1] 殷小明.应急电源与备用电源的设计[J]，现代建筑电气，2012年04期

测控电路设计与应用范文第4篇

关键词：测控电路；教学改革；理论；实践

作者简介：刘得军（1965-），男，河北迁安人，中国石油大学（北京）地球物理与信息工程学院电子系，教授；钱步仁（1964-），男，江苏泰州人，中国石油大学（北京）地球物理与信息工程学院实验中心，高级实验师。（北京 102249）

基金项目：本文系中国石油大学（北京）2012年度重点课程建设类教学改革项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）30-0110-02

“测控电路”是测控技术与仪器专业的一门专业必修课，同时也是该专业的核心课程。通常情况下，测控系统主要由传感器、测控电路和执行机构三部分组成，利用测控系统可以把被测的目标非电量信号通过传感器转换为电量参数，再由测控电路进行信号调理与转换，之后进入微机或执行机构，以达到控制的目的。测控系统中测控电路的主要作用是对传感器的输出信号进行放大、隔离、调制解调及信号转换等一系列处理后，[1]使之满足后级执行机构（负载）对测量与控制信号的精度需求。测控电路对整个测控系统测控目标的准确实现起到举足轻重的作用。因此，针对测控技术与仪器类本科生来说，在进入专业课程学习阶段安排“测控电路”课程的学习非常必要。通过对该课程的教授，力求使学生对测控电路设计、测控电路板制作、电子元器件焊接到测控电路调试等全过程有清晰、全面的掌握，从而为后续实际工作和继续深造奠定良好的测控电路分析与设计基础。

一、“测控电路”教学现状及存在的问题

“测控电路”课程专业性强，需要“电路分析基础”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机原理”等专业基础课程作支撑，若衔接不好，则会给“测控电路”课程的实际授课带来困难。根据几年的教学实践可以看出，目前“测控电路”课程教学主要存在以下几个问题：由于我国目前的教育体制还普遍采用应试教育方式，多数学生只适应初等教育期间掌握的数理化学习模式，对大学初期开设的电类专业基础课程的特点不熟悉，基础掌握不牢靠，再加上学生的自主学习意识普遍不强，因而不能尽快适应和较好掌握“测控电路”这门课程的学习模式；现有的教材理论性过强，不易理解，有些内容也过于陈旧，不能紧跟测控电路的发展；理论教学内容偏多，导致实践与理论教学脱节，学生的实践动手能力得不到应有的锻炼。

二、“测控电路”教学内容改革与探索

针对“测控电路”课程的教学现状与存在的问题，结合中国石油大学的实际办学特点，在重点课程建设类教学改革项目的资助下，学校对该课程的教学内容及教学方法进行了必要的改革与探索。

1.理论教学内容改革与探索

（1）精简教学课程，更新教学内容。目前中国石油大学本科生“测控电路”课程教学所采用的教材是天津大学精仪学院张国雄教授主编的《测控电路》。该教材在内容设置上非常丰富，面面俱到，有些内容在其他课程中偶有介绍，因此若直接按照该教材内容安排讲授的话，可能会出现一定程度的重复。例如，“信号运算电路”和“模拟数字转换电路”分别在“模拟电子技术”和“微机原理”课程教学中被详细讲授过。这就要求“测控电路”授课教师在授课准备过程中应该详细了解所授课专业班级开设的其他相关课程的教学内容，从而对“测控电路”教学内容有重点地进行筛选，既要保证教学内容丰富，又要确保减少不必要的重复，进而提高课堂的教学效率。

教师在教学过程中，应根据学生对本专业知识点和重复内容的掌握状况及时更新教学内容，适当去除较偏较难的知识点和陈旧内容，加入最新测控电路的发展趋势及工程实例。

（2）建立课程构架，实现多课程融合。一门课程只能体现出一个工程项目的小部分知识点，如果各门课程间没有协作，那么就很难完成一个实际的工程项目。因此，孤立学习“测控电路”这门课程是难以充分理解该课程的主要知识点并将其活学活用于实践当中的。

“测控电路”只是测控系统中的电路部分，完整的测控系统还包括传感器单元与执行机构。所以在授课时，让学生通过了解测控系统建立起课程构架，才能为理解与实践打下坚实的基础。

测控电路设计与应用范文第5篇

测控系统作为电子技术的重要构成内容，为电子产品安全稳定运行提供了有利条件。屏蔽和接地技术技术是电子测控系统的关键性环节，直接影响测控系统的抗干扰性能。基于此，本文结合电子测控系统的屏蔽及接地技术，为其提供几点优化建议，以供相关研究参考。

【关键词】测控系统 屏蔽及接地技术 抗干扰性

在现代电子信息科学技术的快速发展下，电子信息产业作为国民经济支柱产业的代表内容，对人类生产活动具有重要意义。目前，在工业领域、科学研究等方面，电子技术的渗透程度日益显著，测控系统作为电子技术的关键内容，直接影响着电力设备的日常应用。为保障电子测控系统的稳定性，整合屏蔽和接地技术显得尤为关键，通过构建相互配合机制，适当降低各种干扰源的影响程度，在满足测控系统的技术要求基础上，可提升测控系统的稳定性能，为测控系统的抗干扰性能提供辅助条件。

1 引入屏蔽技术，注重系统稳定性

1.1 优化屏蔽技术

在电子测控系统中，屏蔽技术通常以预防静电、电磁感应现象为基本依据，利用屏蔽体达到反射电磁场干扰的目的，注重主动屏蔽、被动屏蔽两种类型。结合电子技术的应用环境，电场屏蔽通常与接地导体、保护电路互为联系，应用铜、铝等导电性能较佳的金属材料，注重“单端接地”效应，尽量缓解中心导线对屏蔽体的影响程度；或者采用高导磁材料，减少接受回路磁屏蔽环路面积，比如：在明确中心导线电流流向呈现大小相等、方向相反趋势时，当导线电路频率在5-10c范围内，多以屏蔽体围绕“两端接地”方式为主，达到截至另一端接地的目的。此外，在屏蔽技术的应用中，以静电屏蔽、电磁屏蔽、磁屏蔽为典型代表，避免接受设备的干扰问题（主要由空间电磁波造成），可参考如下规范标准：以40-50dB的屏蔽效能为基准，应用单层金属网屏蔽室；对于70-100dB的屏蔽效能而言，可结合双层金属网屏蔽室（伴有绝缘衬垫），并考虑外界电磁干扰对电源线传导所造成的影响。

1.2 应用实例探究

以广州某电子科技有限公司为例，作为国内电子信息技术开发的典型代表，以计算机网络系统、综合布线系统、专业监控系统、中央集成控制系统为主营业务，其中以电子测控系统的研究最为突出。为保障电子产业的信息化效益，该公司结合屏蔽技术，选用合适的系统电缆材料（传递模拟信号），针对电磁感应、导线分布电容等实际问题，适时增添电源滤波器装置，为干扰电压提供屏蔽效能辅助条件，达到预防外界电磁干扰目标。与此同时，综合考虑屏蔽层的接地方式，限制电磁辐射能量对其他电路设备的干扰，比如：低电阻金属材料、高导磁系数材料，实现接地导体包围噪声干扰源的功效。

2 结合接地技术，提升应用实效性

针对电子测控系统的生产应用条件，接地技术以信号地线、噪声地线、机壳接地点线路为基本内容，结合屏蔽技术的效能应用优势，共同服务于测控系统及电路设备。当电路工作频率达到1MHz范围内，可联合一点接地方式，改用多功能屏蔽线接地技术；在1-10MHz范围之间，保障接地线长度不超出信号波长的1/20，可转用多点接地技术，为设备机械外壳、机身、机架、底盘提升抗干扰效能。在某厂电机变频控制系统抗干扰举措中，研究人员结合变频器的电源输入情况，拟定实际可行的电磁设备抗干扰方案，引进屏蔽接地技术（采取屏蔽层极地方式），将电机外壳与变频器外壳导线采取相连、接地举措；对数字电路的接地线形成闭环路机制，可结合模拟量调速的方式，将双绞线设置为二次侧连接线（由控制盘、PLC与大地之间的电位差构成），参照如下规格：接地电阻2mm2；并结合低频、高频对应情况，以低电平地、电源地、高电平地为基本构成，以提升系统抗干扰的最佳性能效益。

3 明确测控技术，保障系统可靠性

针对电子测控技术的实际应用情况，在完成元器件的技术处理工序后（如：逻辑电路与数字电路），结合具有干扰能力的电磁场传输问题，拟用双层屏蔽技术（与滤波电路相结合），保障屏蔽体的安全运行及设备抗干扰性能；将屏蔽技术与接地技术相结合，注重电路设计、电源线处理工作（引入旁路电容），通过增加变压器容量、调整变压器内部构造（带有屏蔽层），避免影响模块干扰性能。以某变电站电子信息网络系统的屏蔽接地设计方案为例，为保障仪器设备达到电磁适应性，研究人员结合电路设备与电子单元的干扰情况，采用屏蔽接地方式来抑制电磁场感应干扰、电源馈线与地线传导干扰，比如：电屏蔽、磁屏蔽、电磁屏蔽等，形成与各电路直接相连的电源流向机制，电子设备的信号接地、逻辑接地、保护接地提供不同的设备管理辅助条件，提升电子设备的抗干扰能力。在此期间，通过变频器的外部给定0-5V信号（模拟信号波动频率），将高压电器与高压电源线的距离范围设置为150-200mm之间，利用独立的接地装置（尽量靠近接地点），预防仪器设备内部传导、外来干扰现象，以电场环境的盒、壳、板为导体对象，触动线性电路中的接地装置，充分发挥测控系统的防干扰性能的辅助作用（比如：防静电接地设置）。

4 总结

综上所述，电子测控系统对日常生产活动具有重要影响，提升其稳定性能具备实际现实意义。目前，社会公众对电磁干扰现象的重视程度有所提升，为预防电磁干扰带来的实际问题，测控系统的屏蔽、接地技术随之应运而生，极大程度地提升了电子设备工作效益。在实际生产中，由于测量仪器、辅助设备的差异性，利用测控系统的屏蔽、接地技术，结合电子技术的应用情况，调整测控电路中的抗干扰电路系统，提升测控系统的应用稳定性能，为实际生产活动提供积极作用。

参考文献

[1]张慧春，侯吉民，杨鑫，张继敏.浅谈电子信息网络系统的接地[J].中国电业（技术版），2011（08）：25-28.

[2]刘健雄.试析电子技术中测控技术的应用[J].电子世界，2016（13）：156.

[3]王晓晖，龚俊宇，纪浩.测控系统典型故障案例分析[J].计算机测量与控制，2015（08）：2610-2613.

测控电路设计与应用范文第6篇

【关键词】LonWorks 楼宇自动化 智能楼宇控制系统 网络 工业以太网

【中图分类号】TU855 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）02-0179-02

一 引言

随着互联网的发展，在使用计算机进行互连的同时，各种智能家电、工业控制、智能仪器仪表、数据采集系统都在逐步趋向网络化。在工业控制网络中一般采用现场总线技术。现场总线实时性好，数据通信可靠性高，但通信数据量小。与此同时，以太网以其廉价和开放的特点成为最普及的局域网技术，也是构筑互联网的基础。以太网通信数据量大、速度快，但在实时性和可靠性方面先天不足。为实现二者的优势互补，必须将现场总线与以太网互连。通过遍布各地的因特网将地域分布的控制网络连接在一起，实现不同类型网络之间的互连，以组成一个真正全分散、全开放的控制网络结构，不仅解决了控制网络与上层信息管理网络之间的互通，而且也解决了不同标准的现场总线技术之间的互连问题，这也是现代工业控制网络的发展趋势。

二 楼宇自动化系统的基本构成

楼宇自动化系统是智能建筑的必备要素和关键所在，主要对智能建筑中所有机电设施和能源设备实现高度自动化和智能化的集中管理。它以中央计算机和中央监控系统为核心，对建筑物内设置的供水、电力、照明、空调、冷热源、防火、防盗、监控、门禁、电梯和停车场等各种设备的运行情况进行集中监测控制和科学管理，从而创造出一个适宜的温度、湿度、亮度和空气清新的工作和生活环境，达到了节能、高效、舒适、安全、便利和实用的要求。楼宇自动化系统的基本组成，见图1。

三 LonWorks控制网络的构成

LonWorks现场总线技术构成控制网络时支持多种传输媒介，通过收发器提供多种典型的拓扑结构，支持诸如总线型、星型、环型、混合型，故而给网络安装提供了极大的方便。混合型的网络结构图，见图2。

LonWorks控制网络主要由智能节点构成，智能节点与各自的外设相互联系，并通过各种通信介质以一个公共的、基于消息的控制规程和其他的智能节点通信，通信方式可以是点对点的形式。当控制网络中存在几种不同的通信介质时，可以通过路由器互连。

LonWorks控制网络还可以通过网桥、网关与其他网络相连构成现场总线控制网络。在LonWorks控制网络中也期望通过Internet对控制网络进行异地和远程控制，LonWorks技术的互联网链接设备适时地为此需求提供了可能，如i.lon-1000等。LonWorks智能节点直接通过i.lon-1000接入了Internet。

四 LonTalk协议

LonTalk协议是LonWorks技术的网络通信协议。LonTalk是支持节点间可靠通信和有效使用通信介质的各种服务的集合，它包容了LonWorks总线的所有网络通信功能。LonTalk协议为控制应用提供了一个高可靠、高性能、抗干扰性强、基于数据包的对等通信机制。下表出示了其分层结构。

五 网络适配器的硬件电路设计

1.LonWorks通信模块的硬件电路设计

LON网接口模块主要由Neuron3150神经元芯片、LonWorks网络收发器、程序存储器、数据存储器等组成。其中，3150神经元芯片采用日本TOSHIBA公司生产的TMPN3150，作为通信协处理器使用，3150片内存储器的容量是2KB；由于开发Neuron芯片时采用Neuron C语言，内存占用大，另外作为通信协处理器使用要求有大量的数据缓冲区进行数据交换，因此笔者扩展了外部存储器Flash ROM和RAM，Neuron3150芯片与LON网的网络介质的接口选用Echelon公司的自由拓扑型收发器FTT-10A，它采用曼彻斯特编译码，是一种变压器耦合收发器，可提供一个无极性接口，且支持网络的自由拓扑结构，通过它挂接入LON网与各智能测控节点进行数据通信。

LonWorks通信模块的硬件电路设计是对神经元芯片进行电路的扩展，使之成为LonWorks网络上的一个特殊的Lon节点，不仅可以与LonWorks网络上的Lon节点进行通信，还可作为适配器的协通信处理器。神经元芯片3150为16位地址总线，可寻址64kB空间，可以外接存储器。根据一般应用的性能和成本要求，适配器的外部存储器采用FLASH和RAM。Neuron芯片与Lon的网络介质的接口采用双绞线收发器。为了保证通信速率，选用的是TPT/XF1250。

2.LonWorks通信模块与以太网通信模块的接口硬件电路设计

LonWorks通信模块与以太网通信模块的接口硬件设计主要完成主CPU与从CPU的接口设计。两个CPU之间的通信遵从虚拟的写令牌传递协议得以实现。从CPU采用A模式，Neuron芯片驱动IO10产生握手应答信号，接收从主CPU控制的IO8的片选信号及IO9的读写信号。同时，主CPU可以通过RS232接口与PC机通信实现在系统编程。为了提高适配器的可靠性及稳定性，增加了一个锁存器，完成复位接口的功能。当Neuron芯片复位时，通过锁存器将复位信号传送给51单片机，51单片机接到复位信号自动复位，并立即清锁存器。在两个CPU的并口通讯中，51单片机与Neuron芯片之间的同步非常重要。要完成并口通讯，51单片机首先必须与Neuron芯片同步，而程序设计中51单片机只在初始化程序时才与Neuron芯片进行同步操作。因此一旦51单片机首次完成同步，每当Neuron芯片由于错误操作或错误运行而造成复位时，Neuron芯片与51单片机将不同步，而51单片机无法检测到Neuron已经不同步，从而造成并口通讯失败。加入了锁存器之后51单片机就能检测到Neuron芯片的复位信号并自动复位自己的程序使得51单片机与Neuron 芯片再次达到同步。

3.以太网通信模块的硬件电路设计

以太网控制模块是网关与以太网通信的控制部分。本设计采用RealTek公司的RTL8019AS（以下简称8019），它具有极高的集成度，在芯片中集成了以太网控制器、曼彻斯特编码器、收发器3部分功能；通过受控寄存器控制数据的收发。外接20MHz晶振并具有16KB数据缓冲存储区，可以完成大量数据的高速接收和发送。如上所述，该网关分别采用LonWorks总线及以太网作为现场测控网络及Internet的底层接入网，利用89C52来实现LonTalk协议与TCP/IP协议的转换，用8019作为以太网接口芯片将LON网接入以太网进而接入因特网，从而实现了LON网与以太网的互联，只需外接20MHz晶振，就可以完成大量数据的接收与发送。网卡芯片也可以采用NE2000，因为它和RTL8019AS兼容。

六 结束语

在TCP/IP协议的传输层上还需完成TCP协议以满足更加可靠的网络传输需求，利用HTTP协议还可以实现图像、声音的传输，可以使远程监控能够情景交融。同时为了防止有人恶意监视住户的家庭状况，还应考虑网络安全问题等。在工业以太网还没有普及的情况下，现场总线控制系统和以太网结合的状况必将持续一段较长的时间，因此进行控制网络接入以太网的研究具有现实的意义。

参考文献

[1]李勇周、朱建林、郭有贵.基于MIPCARD的LonWorks的以太网网关设计[J].湘潭大学自然科学学报，2005（4）：25～27

[2]盛啸涛、姜延昭.楼宇自动化[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004：3～5

测控电路设计与应用范文第7篇

关键词：项目驱动；实践教学；教学模式

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）03-0234-02

早在20世纪初，美国著名实用主义哲学家和教育家杜威就提出：人不能通过消极被动地听讲或看书来获得知识，应该在“做中学”。他认为，教学不仅要使学生获得经验，而且要使学生的经验不断地改造和生长。学生通过参与大量的活动，学会搜集资料，发现问题，提出解决问题的方法并在实践中检验其有效性与可行性[1]。项目驱动教学法在德国、日本等国得到了广泛的应用[2-4]，该方法的实施极大地调动了学生的学习积极性[5]，使学生在项目实施过程中体会到成功的喜悦，再加上由于部分项目是以小组为单位完成的，这就需要团队成员主动参与，成员之间需要精诚合作、民主协商、充分讨论并正确决策才能确保项目的顺利完成，从而培养了学生的合作能力和团队精神[6]。项目驱动法在我国主要应用于职业技术类学校及高校的部分实践类课程上，并取得了较好的教学效果[7-11]。项目驱动法在某个学科的系统化研究与应用，需要解决实验设备问题，需要对传统的课程进行改革，对教师队伍和管理水平要求较高，因此目前还未见有相关报道。基于项目驱动的控制类专业实践教学模式研究，对于培养我国急需的掌握机电和测控等多学科技术的综合人才培养具有重要的意义，也将为项目驱动法面向学科的研究与应用提供一定的理论与实践的指导。本文是在辽宁省高等教育改革项目和沈阳化工大学教改项目的资助下，对我校控制类专业基于项目驱动的实验教学模式改革的总结。

一、项目规划及实验设备整合

1.项目规划。（1）控制类专业实践教学按项目分为三类：基本技能训练项目、专业技能训练项目和综合应用项目。每一类项目按控制类专业教学计划，又规划出若干子项目。如基本训练项目类包含移动机器人本体设计制造、智能仪表外壳设计加工、单片机最小系统电路板设计与制作等子项目；专业技能训练项目包含电子称设计、温度闭环控制、流量闭环控制等专业方向相关子项目；综合应用项目包含移动机器人系统、智能流量计等综合类子项目。（2）项目类之间的联系。不同层次项目之间的联系的研究上，如综合项目中的智能机器人项目，在基本技能训练项目阶段，除了完成测控类所必需的基本技能训练外，完成机器人壳体的制作、电路板的加工制作；在专业技能训练项目阶段，除了完成测控类必需的专业技能训练外，完成智能机器人的传感器设计、调理电路设计及计算机控制系统的软硬件的设计及调试；在综合训练阶段，重点在控制算法，轨迹规划及复杂任务的实现上对智能机器人进行实现；再如综合项目中的智能仪表项目，在基本技能训练项目阶段，完成仪表的结构设计及制作、电路板的加工制作；在专业技能训练项目阶段，完成智能仪表的传感器设计、调理电路设计及计算机控制系统的软硬件的设计及调试；在综合训练阶段，将仪表结构（包括显示面板和操作面板）与传感器、控制器等整体组合，实现面向实际工程的智能仪表的项目，完成仪表的校准并应用于实际。充分注重项目类之间的联系，明确每个子项目与综合项目的关系，能增强学生对子项目工作的积极性；通过各子项目的完成，最终实现综合项目，降低了综合项目实现的难度。

2.实验设备整合。根据项目类进行控制类专业实验设备整合。基本技能训练项目上，组建三个平台。由小型多功能车床、钻床、焊机等组成的机械结构件制作平台，使每个学生能够进行基本结构件的加工，能设计和制作出仪表外壳、机器人本体等作品；由雕刻机、制板机等组成的电路板制作和电子元器件焊接的电子电路板制作平台，使学生能够进行双面印刷电路板的设计与制作，熟练完成电子元器件的焊接；由万用表、示波器、多功能校验仪等组成的控制系统调试平台，使学生能够熟练地使用调试设备，能进行较复杂自动控制系统的调试。专业技能训练项目上，硬件系统由小型流量闭环控制装置、温度闭环控制装置、振动台装置、涡流测距装置、应变式力传感称重装置、差动变压器特性测试装置、图形处理装置等多种工程对象装置组成，每种装置都配备了工业级传感器和标准计量仪表；搭建了由数据采集卡和PC机组成的通用测控平台，可对如上工程对象装置实现基于虚拟仪器的测控或基于组态软件的测控。综合应用项目上，硬件系统由小型轮式机器人和面向结构的智能仪表综合设计单元（每个单元由调理板、显示板、外壳、电源板组成）组成。小型轮式机器人，每套配备有超声波传感器、红外传感器、触须传感器、颜色传感器及编码器，可实现机器人的各种测控任务；面向结构的智能仪表综合设计单元，可实现面向实际工程的智能仪表开发和设计。通过指导学生参加机器人大赛、“挑战杯”创新大赛等各类项目、参与教师的实际工程项目等使测控类学生综合设计和实践能力得到提高。

二、项目驱动法在实验教学中的应用

1.实施方法。项目驱动实验教学法的实施有以下几个方面：（1）项目准备。在使用“项目驱动”教学时，教师应首先向学生布置本课程、本阶段、本单元的实验项目，要求学生带着要完成的项目或带着要解决的问题去实验。以探索问题来启发学生的学习兴趣和动机，教师引导，充分调动学生的操作积极性。（2）项目分析、操作实验。提出项目之后，让学生讨论、分析项目，提出完成项目需要做哪些事情，即提出问题。在此基础上，教师将项目的分析进一步总结、归纳，明晰和确认同学们动手实践需要完成的实验项目。然后留给学生充足的操作时间，让学生大胆去试，使他们在操作中体会、感受和领悟，发现问题，解决问题。（3）交流讨论、评价总结。此时应该集思广益、开拓思路、鼓励创新以教师点评为主，查漏补缺，讲解一些共同的难点和重点，并触类旁通，给出大量应用实例，进一步加深学生对所学知识的理解。尽可能开展一些热门问题的讨论，进行作品欣赏或方法交流，让学生在思路上得到一些启发，激励学生的学习兴趣。

2.项目学习评价。项目驱动法教学中，学习效果主要由完成项目工作的质量来衡量，主要包括教师评价、学习小组评价和自我评价。围绕学生在项目设计过程中，从项目剖析任务分解知识点学习知识点应用目标搭建目标组合项目完成的一系列活动中，通过师生间的互动交流、学生间的互助协作，考查学生对项目任务的理解、知识点的学习领悟及应用各种开发工具完成相应项目设计的能力。项目学习的最终目的是通过知识点的组合与搭建，完成知识向能力的转换。教师从项目内容选题项目剖析任务分解知识点学习知识点应用目标搭建目标组合项目完成的一系列教学活动中，由原来的知识传授者变为学生学习的合作者。

3.应用效果。2009年我院完成了按项目分类进行硬件整合，并对控制类专业项目进行了编制，对我院测控技术与仪器专业09级本科生进行了项目驱动式实验教学。学生们经过基本技能、专业技能和综合应用项目训练后，在2012年本科毕业设计答辩时，每个人都拿出了自己设计的完整的作品。在项目驱动模式的课外实践中，测控09级80%的同学参加了各种科技活动。从2010年到2011年，先后有近10人次在各类机器人比赛中获奖，近40人通过参赛得到了实践锻炼；与此同时，多个学生项目获得了省大学生创新计划资助立项。

项目内容构建是项目驱动法实施的基础，在项目内容选取中，依据学生认知特点，充分分析控制类专业应用技术能力的具体要求，及学生学习的前后课程之间的关联，由简单到复杂，层次分明、科学合理地进行规划。项目设置既要将教学内容的理论与实践结合在一起，又要能够激发学生的学习兴趣，项目完成过程比教师讲解实例要难些，尽量结合其他学科，有一定的综合性。在项目驱动实验教学法实施过程中，要充分发挥学生的主体地位和教师的辅导作用，在实施过程中需要精心地引导学生学会如何去发现，去思考，去寻找解决问题的办法；在任务完成之后需要及时总结和指导，鼓励学生自己提出问题，自己解决问题。最后，有明确的评分标准，可以对完成的作品进行评价。学习结束后，师生共同总结，并可以把项目内容延伸，以适应以后的需要。通过对我院测控技术与仪器专业09级本科生的实践证明，项目驱动法对于提高学生的实践技能、增强创新能力是十分有效的。

参考文献：

[1]栾玖华.项目教学法在技能训练中的实践与思考[J].VOCATIONAL TECHNOLOGY，2008，90（2）：42-42.

[2]马立武，祁伟.近年德国促进职业教育发展的新举措[J].ZHONGGUO ZHIYE JISHU JIAOYU，2007，（261）：54-55.

[3]刘邦祥，吴全全.德国职业教育行动导向的教学组织研究[J].ZHONGGUO ZHIYE JISHU JIAOYU，2007，（261）：51-52.

[4]WANG Liyan. Study the Development of Professional Career Education in Higher Education Institutions of Japan[J].VOCATIONAL AND TECHNICAL EDUCATION，2009，30（19）：83-87.

[5]LI Lili，LI Yao. Project-driven Mechod in the Laboratory Peaching[J].Computer Knowledge and Technology，2009，5（28）：7991-7992.

[6]陈晓兵，张永军，王文豪.面向学生主体和项目驱动的软件工程教学模式研究[J].Computer & Information Technology，2007（12）：105-106.

[7]毕国芳.项目教学法在电子电路分析与应用课程中的实践[J].Science and Technology Tnnovation Herald，2010，（10）：159-160.

[8]CHEN Xingyuan. Project Teaching Method Applying in the Course of Web Design[J]. Computer Knowledge and Technology，2010，6（6）：1360-1361.

[9]QIU Yujiang，ZHANG Hongfeng. Application of Teaching Method Based on Project Items in Machinery Design Teaching[J].Computer Knowledge and Technology，2010，（4）：84-99.

[10]HUANG Xiaoling，DUAN Fengyun，ZHAO Jianke. Practical Teaching Based on Project Object Method[J].RESEARCH AND EXPLORATION IN LABORATORY，2006，25（3）：279-286.

[11]ZHANG Mei. Application of Project approach to the Robot Technology Training Course[J].RESEARCH AND EXPLORATION IN LABORATORY ，2010，29（9）：89-91.

测控电路设计与应用范文第8篇

关键词： AT89S51; 串口通信; 分布式温度控制; 电路设计

中图分类号： TN919?34; V211.74 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）02?0073?04

Design and implementation of temperature control system based on MCU

CHEN Yong?lu ， ZHANG Li

（Chinese Fight Test Establishment，Xi’an 710089， China）

Abstract： According to the temperature regulation and control requirements in current chemical， medical， aviation， aerospace and other high?tech fields， a set of distributed temperature control and acquisition system was designed. The specific hardware circuit design and software implementation methods are given. A digital temperature sensor is used to collect temperature. Compared with the traditional temperature measurement device， it has more simple structure， higher temperature measurement precision， wider application rang， etc. In combination with AT89S51 and PC communication mechanism， the serial communication based on multi?thread technology is adopted to extend the functions of serial communication with PC and remote monitoring， and achieve the real?time temperature automatic monitoring， automatic adjustment and intelligent alarm in object region. Experimental results show that the system has the characteristics of low cost， convenient application and extension， which can be widely used in people's daily life， industry， agriculture and scientific research， and can provide a reference for the extensive application.

Key words： AT89S51; series?port communication; distributed temperature control; circuit design

0 引 言

在工业控制过程中，例如航空、航天、石油等领域对温度有着较高的要求。在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场依据实际需要进行较精确的控制，是当前温控系统需要迫切关注并给予解决的重要问题之一。本文研究的传感器结合单片机嵌入式控制、采集一体化技术，具有能耗低、便携、高精度的特点，克服了传统温度检测系统的校准复杂、精度低等缺点，能够实现多通道、高精度以及大容量的要求。

1 系统工作原理及架构

温度控制与采集系统主要是针对制定区域或空间进行温度实时的监测，实时地采集记录温度信息，并实现对温度的自动化智能控制、调节，以确保温度一直保持在预计的范围内。系统设计模块包括温控范围的设定模块、温度检测模块、加温控制模块、温度信息采集模块、记录模块、温度信息显示模块及超温报警模块。系统设计架构图见图1所示。

由图1可知，被控对象区域的温度可通过一线制数字温度传感器感应获得，再由AT89S51单片机将数字温度传感器输出的电压信号通过串口传送至便携式计算机，便携式计算机上位机软件将电压信号转换为温度信号，打上时间标记，实时显示并存储。同时，上位机软件依据设定的温度范围及控制算法，自动判断当前被控对象区域温度是否在预计的温控范围内，通过串口向AT89S51单片机发送控制指令，单片机依据控制指令自动调节继电器控制指令，以决定是否通过加热炉对被控对象区域加温，最终实现对被控对象区域温度的全自动闭环控制。若被控对象区域温度在规定的时间段内没有达到预计温度，则上位机软件会自动向AT89S51单片机发送告警指令，由单片机控制蜂鸣器实现报警功能[1]。

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图1 系统设计架构图

2 硬件电路设计

2.1 串口通信电路设计

AT89S51单片机具有串口RXD和TXD，而PC机上也具有RXD和TXD两个端口。通过串口通信可实现单片机与PC机之间的控制和采集功能。由于单片机的TTL逻辑中的2～5 V和0～0.8 V与PC机的RS 232标准定义的高低电平-3～-25 V和3～25 V不匹配，需通过MAX232接口芯片实现二者之间的通信链路连接[2]。单片机与PC机串口通信电路设计原理图见图2所示。AT89S51单片机的TXD与

MAX232的第2组电平转换器的输入端T2IN（10管脚）相连，

经过MAX232转换后，输出端T2OUT（7管脚）输出的信号进入计算机串口的RXD。同样地，计算机串口的TXD与MAX232的R2IN（8管脚）相连，经过电平转换后，由R2OUT（9管脚）输出到单片机的RXD上。

2.2 温度信号调理电路设计

温度信号调理电路主要是根据K型热电偶的特点进行设计的。由于K型热电偶使用温度范围为使用温度范围为-200～1 200 ℃，其输出电压信号为mV级，因此，信号调理电路包括信号放大电路、滤波电路以及冷端补偿电路。针对热电偶测试的冷端补偿，本文采用软件补偿的方式。

温度信号调理电路原理图如图3所示。

3 系统软件设计

3.1 单片机软件设计

单片机的主要功能（数据采集、通信、控制）分别在不同的程序模块中实现，依据实现功能，单片机的软件设计可分为采集控制模块和串口通信模块。

根据测控系统的特点，针对进行调理、A/D转换后送来的温度信号，在单片机主程序中采取查询法进行循环采集。在程序编写过程中，针对温度信号，结合K型热电偶的温度范围，采用上、下限判断的方法进行二次软件滤波，消除干扰，确保数据采集的可靠性及真实性。同时，判断串口通信模块送来的加温控制信号，实时通过继电器控制加热炉工作，以确保被控区域温度在规定的范围内。

图2 串口通信电路设计原理图

串口通信模块主要是与上位机进行数据及控制命令的通信传输。上位机每隔50 ms发一个命令字，要求单片机上传数据。当要修改温度控制范围等参数时，上位机先发一个命令字，再发数据，串口通信模块根据命令字和数据首先判断修改的温度范围数据是否合理，如果数据错误，则向上位机反馈错误信息，如果合理，则完成相应的控制采集操作。

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图3 温度信号调理电路设计原理图

单片机软件设计流程图见图4所示。

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图4 单片机软件设计流程图

3.2 上位机软件设计

根据系统设计的功能，上位机软件主要包括串口通信模块、数据存储模块、实时数据显示模块及信号控制模块。系统采用VC++ 6.0平台编写，采用了多线程技术，在软件界面运行的同时开启串口通信、数据存储工作线程，代码如下：

void Start（）

{

CWinThread* pThread;

//开启串口通信、数据存储线程

pThread = AfxBeginThread（Thread， this）;

}

//串口通信、数据存储线程

UINT Thread（）

{

//采用分时工作方式

ThreadFun1（）; //串口通信函数

ThreadFun2（）; //数据存储函数

return 0;

}

3.2.1 串口通信模块设计

数据通信程序使用PC机Com1口与单片机通信，在Visual C++6.0中利用Windows API接口函数编程实现[3]。根据通信协议，上位机软件使用WriteFile（）函数将控制命令传送给单片机，单片机在后续进行循环采集、发送，将数据送至PC机串口缓冲区，上位机软件以缓冲区中有数据到来为判断条件，采用中断方式，使用ReadFile（）函数，实时将缓冲区中的数据取出，进而进行实时保存及显示。同时，串口通信模块循环监测信号控制模块送来的控制命令，以确保实时将控制命令传送至单片机。

3.2.2 数据存储模块设计

数据存储模块主要是使用SQL数据库数据库实现，将从串口缓冲区中获取的数据实时保存至数据库中。主要使用VC++中的ADO Data控件和DataGrid控件实现与数据库的连接及数据的调阅显示，同时需要配置ODBC数据源，以确保数据库连接成功[4]。ADO Data控件主要用来连接和配置数据源，DataGrid控件用于调阅、查看数据库中的数据信息。

3.2.3 实时数据显示模块设计

实时数据显示模块主要是用于实时监测温度信息，以便工程人员实时掌握被控区域的温度变化趋势，根据实际情况需要实时进行温度调整或分析。实时数据显示程序设计界面见图5所示。

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图5 实时数据显示程序界面

3.2.4 信号控制模块设计

信号控制模块设计主要是在显示界面上设置温度控制的上、下限和极限报警时间。当被控区域的温度超出下限时，由信号控制模块自动通过串口通信模块向单片机发送加温控制信号，以控制加温炉向被控区域加温，同时实时监测由串口通信模块接收到的温度信息，当温度达到预定值时，再次通过串口通信模块向单片机发送控制信号，停止向被控区域加温。当被控区域的温度长时间超出预定的温度上、下限时，信号控制模块向单片机发送报警控制信号，以供工程技术人员进行现场检查和确认。信号控制模块的设计流程图见图6所示。

<E：＼王芳＼现代电子技术201502＼Image＼29t6.tif>

图6 信号控制模块设计流程图

4 结 语

本文设计的温度控制与采集系统可实现对被控区域温度的有效实时监测，能够根据预定的温度上、下限范围实现温度的自动化调节、控制，并能够对温度信息进行存储和二次处理分析。该系统具有研制成本低、精度高、可靠性强、操作灵活、可扩展性强的特点，可以广泛应用于工业控制领域。

参考文献

[1] 胡乾斌，李光斌，李玲，等.单片微型计算机原理与应用[M].

2版.武汉：华中科技大学出版社，2006.

[2] 蒋辉平，周国雄.单片机原理与应用设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[3] 李景峰，潘恒.Visual C++串口通信技术详解[M].2版.北京：机械工业出版社，2013.

[4] 明日科技. SQL Server从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2012.