本文所设计的温度测量系统融合了单片机技术与传感器技术，首先利用热电阻进行温度测量，然后再完成热电转换。设计具有较高的实用性，在本系统的基础上进行改进就可以得到生产温度监控系统等。本课题的功能主要是检测环境温度，同时显示温度，当温度大于50摄氏度时，轰鸣器报警。系统运行简单、灵活、可控制、可移植等。

系统包含六个部分：AT89C51单片机，PT100铂电阻，ADC0832转换器，LM324放大器，四位数码管。详细介绍了各个部分的功能与实现过程。系统的关键在于温度测量与温度显示，符合课题要求与规定。

2 方案设计与论证

2.1 传感器的选择

热电阻可以由半导体或金属热电阻材料制成，分别是热敏电阻与热电阻。一般来说，热电阻材料可以是铜、铁、铂等，这些材料的特点在于线性输出性质良好、物化性质稳定、温度系数大、电阻率大等，典型热电阻有PT100等。最近几年，很多半导体厂商设计生产了数字式温度传感器，由DALLAS公司生产的DS18B20，MAXIM公司生产的MAX6576等，它们都可以简单的与单片机接口进行连接，然而这些温度传感器的缺点非常明显，即温度测量范围相对较窄，通常只可以测量零下55摄氏度到125摄氏度，精度不足，通常的误差是两摄氏度左右，所以很多行业领域都不应用这些温度传感器。

因为本系统需要实现0到100摄氏度的温度测量，并且测量分辨率是±0.1℃，考虑到电路及价格等因素的影响，选择PT100作为温度传感器，型号选取WZP型铂电阻，它可以实现零下200摄氏度到650摄氏度的温度测量。附录A给出了该传感器于0到100 摄氏度时的分度性质表。

2.2 方案论证

本系统可选择多种测温方案，比如模拟集成传感器、智能型传感器以及分立式传感器。 

 第一种：选取模拟分立元件 

主要是非线形元件，包括晶体管以及电容等，方案的特点是操作过程容易，价格实惠，电路设计相对简单，然而，它的不足之处在于较大的分散性，很难进行集成数字化处理，同时会面临较大的测量误差。 

第二种：选取温度传感器 

如果选择温度传感器来测量温度信号，然后利用放大器进行放大，然后再传递给A/D转换芯片，这样就实现了模拟量与数字量之间的转换，单片机控制系统会处理该信息，并且在LED显示器上显示具体温度。

不难发现，温度传感器的测量精度较高，所以本系统选取的测温方案为热电阻PT100，ADC0832转换器，LM324放大器，可以实现高精度、大范围的温度信号采集。比较两个方案，第二种方案的可操作性更强、性能更好、功能更强。所以，本系统选取第二种测温方案。

2.3 系统的工作原理

测温电路的原理：首先，PT100热电阻传感器测得环境温度，然后转变成电压信号，然后使用放大器进行信号放大处理，将信号传递给A/D转换器，模拟电压信号将转变为数字信号，AT89C51单片机内设置了一个温度转换公式，这样就可以将电阻值调整成温度值，最终由数码管显示该温度值。

2.4 系统框图

系统总结构框图：

图2-1 系统的总结构框图

3  硬件设计

3.1 PT100传感器特性和测温原理

PT100温度传感器的材料为铂，它是正电阻系数，具体的温度与电阻值关系可以用如下关系表示：

温度为0～650℃时：

公式：Rt =R0 (1+At+Bt2)

温度为-200～0℃时：