1.2.2 国外温度控制器的发展
国外温度控制器正朝着高精度,多功能,总线标准化,高可靠性及安全性,开发虚拟温度控制器和网络温度控制器,研发单片机测温控系统等高科技的方向发展。
(1) 提高温度控制器测温精度和分辨力
最早推出的智能温度控制器采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力只能达到2摄氏度。目前,国外以相继推出多种高精度,高分辨力的智能温度传感器,也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。
(2) 增加温度控制器测试功能
新型智能温度控制器的测试功能也在不断增强。例如,采用DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟,使其功能更加完善。另外,智能温度控制器正在从单通道向多通道的方向发展,这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。
(3) 温度控制器总线技术的标准化与规范化
目前,智能温度控制器的温度传感器的总线技术也实现了标准化,所采用的总线主要有单线总线、I2C总线、SMBus总线。采用的温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。
(4) 虚拟温度控制器和网络温度控制器
虚拟温度控制器是基于温度控制器硬件和计算机平台,并通过软件开发而成的。利用软件可完成温度控制器的标定及校准指标。
网络温度控制器是包含数字传感器、网络接口和处理单元的新一代智能温度控制器。它通过数字传感器首先将被测温度转换成数字量,再送给微控制器作数据处理,最后将测量结果传输给网络,以便实现各传感器之间、传感器与执行器之间、传感器与系统之间的数据交换及资源共享。
(5) 温度控制器单片测温控制系统
单片系统是21世纪一项高新科技产品。它是在芯片上集成一个系统或子系统,其集成度高达108~109元件/片,这将给IC产业及IC应用带来划时代的进步。
1.2.3 单片机的应用
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:在智能仪器仪表上的应用,单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。 在工业控制中的应用,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。在家用电器中的应用,可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。在计算机网络和通信领域中的应用,现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。 单片机在医用设备领域中的应用,单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。在各种大型电器中的模块化应用,某些专用单片机设计用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原理。如:音乐信号以数字的形式存于存储器中(类似于ROM),由微控制器读出,转化为模拟音乐电信号(类似于声卡)。在大型电路中,这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路,降低了损坏、错误率,也方便于更换。单片机在汽车设备领域中的应用,单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器,GPS导航系统,abs防抱死系统,制动系统等等。此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
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