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基于单片机的多点化温度测量系统研制
摘要：
本文介绍了一种基于单片机的多点化温度测量系统，并对其进行了系统设计和实现。该系统采用多个温度传感器实现多点温度测量，通过单片机进行数据处理与存储，最终将数据通过串口传输到上位机进行实时监测和分析。实验表明，该系统具有测量精度高、实时性好，可满足多种实际应用场景的需求。
关键词：单片机、温度传感器、多点化测量、串口传输、实时监测
一、研究背景和意义
在现代工业生产和科学研究中，温度是一个非常重要的参数。温度的大小和变化直接关系到物质的性质和行为，因此需要采用高精度的温度测量设备，特别是在一些对温度要求极高的场合，如化工、电子、医疗等领域。
传统的温度测量设备往往只能对一个点进行测量，不能同时进行多点测量。而随着技术的不断进步，基于单片机的多点化温度测量系统不仅可以实现多点测量，而且还可以实现数据的实时监测和分析，提高了测量的效率和准确度。因此，开发一种基于单片机的多点化温度测量系统具有重要的研究价值和实际应用意义。
二、系统设计方案
1.系统硬件设计
（1）温度传感器的选型
选择测量范围为-40℃~120℃的DS18B20数字温度传感器作为温度测量装置，DS18B20传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等优点。
（2）单片机的选型
采用功能强大、易于编程的常用单片机AT89C51作为系统控制核心，AT89C51具有成熟的开发平台和完善的周边设备，易于进行程序设计和调试。
（3）系统电路设计
系统电路如图所示，包括单片机AT89C51、OLED显示屏、DS18B20传感器、MAX232芯片和电源电路。
2.系统软件设计
（1）系统工作流程
系统启动后，AT89C51单片机进行初始化设置，然后对所有接入的温度传感器进行扫描测量，将测量结果存储到内存中，随后将结果通过串口传输至上位机。上位机接收到数据后，可以对数据进行实时监测和分析。
（2）系统程序设计
系统程序主要包括温度传感器的驱动程序、数据传输程序和显示程序。其中，温度传感器的驱动程序负责对传感器进行扫描测量，数据传输程序负责将测量结果通过串口传输至上位机，显示程序负责将传感器测量结果在OLED显示屏上进行显示。
三、系统实现与测试
1.系统实现
将系统电路按照上述设计方案进行搭建、调试后，将AT89C51单片机程序下载到单片机上，最终实现了多点化温度测量系统。
2.系统测试
系统测试主要有两部分，一是对系统的测量精度进行测试，二是对传输功能进行测试。
（1）系统测量精度测试
在测试中，随机选择10个不同温度点进行测量，并与标准温度计测量结果进行比对。测试结果表明，在测量范围内，系统的测量精度较高，最大误差在1℃以内。
（2）传输功能测试
通过串口将温度数据传输到上位机，上位机软件能够实时监测和分析数据，测试结果表明，传输功能正常，数据传输实时性好。
四、总结
本文设计并实现了一种基于单片机的多点化温度测量系统，该系统采用多个温度传感器实现多点温度测量，通过单片机进行数据处理与存储，最终将数据通过串口传输到上位机进行实时监测和分析。实验表明，该系统具有测量精度高、实时性好的特点，可满足多种实际应用场景的需求。