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种微控制器，构成智能化温控系统：它们还可以脱离微控制器单独工作，自行构成一个温控仪，既可以工作在连续转换模式，亦可选择单次转换模式。
1.3.3 总线技术的标准化与规范化
与此同时，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化。目前所采用的总线主要有单线(1—Wire)总线、I2 C 总线、SMBμ s 和SPI 总线。第一种属于一线串行总线，第二、三种属于二线串行总线，第四种则为三线串行总线。上述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，由于它们的总线接口符合标准化、规范化设计，使用户操作起来更加简便。
1.3.4 可靠性及安全性设计
传统的A／D 转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其缺点是噪声容限低，抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差，分辨率较低、成本较高，线性度也不够理想。
为了提高传感器的抗干扰能力，新型智能温度传感器(例如TMP03／04、LM74、LM83)。普遍采用了高性能的∑—?式A/D 转换器，它能以很高的采样速率和很低的采样分辨率将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨率。∑—?式A/D 转换器不仅能滤除量化噪声，而且对外因元件的精度要求低；由于采用了数字反馈方式，因此比较器的失调电压及零点漂移都不会影响温度的转换精度。这种智能温度传感器兼有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。
为了避免当温控系统受到噪声干扰时出现误动作现象，在AD7416／7417/7817、LM75／76、MAX6625／6626 等智能温度传感器芯片内部，都设置一个可编程的“故障排队(faultqueue)”计数器，专门用来设定允许被测温度值超过温度上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数达到或超过所设定的次数n(n=1 至4)时，才能触发中断端。若故障次数不满足上述条件或故障不是连续发生的，故障计数器就复位而不会触发中断端。这就意味着假如设定n＝3 时，那么偶然受到一次或两次唤声干扰，都不会影响温控系统的正常工作。
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LM76 型智能温度传感器增加了温度窗口比较器，非常适合设计一个符合 ACPI( Advance Configuration and Power Interface，即“先进配置与电源接口”)规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能，可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU 及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为TH ，台式计算机一般为75℃，高档笔记本电脑的专用CPU 可达100℃。一旦CPU 或主电路的温度超出所设定的上、下限时， INT端立即使主机产生中断，再通过电源控制器发出信号，迅速将主电源关断起到保护作用。此外，当温度超过CPU 的极限温度时，严重超温报警输出端(T_CRIT_T 入)也能直接关断主电源，并且该端还可以通过独立的硬件关断电源来切断主电源，以防主电源控制失灵。上述三重安全件保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。
为防止因人体静电放电（ESD）而损坏芯片，一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路，一般可承受1000到4000V的静电放电电压。通常是将人体等效于由100pF电容和1.2KΩ电阻串联而成的电路模型，当人体放电时，TCN75型智能温度传感器的串行接口端、中断/比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压，LM83型智能温度传感器则可承受4000V的静电放电电压。
最新开发的智能温度传感器（例如MAX6654、LM83）还增加了传感器故障检测功能，能自动检测外部晶体管温度传感器（亦称远程传感器）的开路或短路故障。MAX6654还具有选择“寄生阻抗抵消”（Parasitic Resistance Cancellation，英文缩写为PRC）模式，能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差，即使引线阻抗达到100Ω，也不会影响测量精度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。
1.3.5 开发虚拟温度传感器和网络温度传感器 （1）虚拟传感器
自20世纪90年代以来，一种全新模念的“虚拟仪器”正获得愈来愈广泛的应用。虚拟仪器（VI）是测量仪器、计算机和软件这三者的有机结合。它将仪器硬件（例如数字采集系统、A/D、D/A装唤器、数字I/O）、计算机资源（如微处理器、存储器、显示器）、软件（如传感器标定、软面板、图形界面、数据处理、
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信息交换等）有机的结合起来，构成软硬结合、实虚共体的新一代电子测量仪器。与此同时，“虚拟传感器”的概念也被人们所接受，这种传感器是基于计算机平台并且完全通过软件开发而成的。利用软件来建立传感器模型、标定参数及标定模型，以实现最佳性能指标。
美国B﹠K公司最近已开发出一种基于软件设置的TEDS型虚拟传感器，其主要特点是每只传感器都有唯一的产品序列号并且附带一张软盘，软盘上存储着对该传感器进行标定的有关数据。使用时，传感器通过数据采集接垒计算机，首先从计算机输入该传感器的产品序列号，再从软盘上读出有关数据，然后自动完成对传感器的检查、传感器参数的读取，传感器设置和记录工作。
此外，专供开发虚拟传感器产品的软件工具也已经面市了。这样在以后的产品设计过程中对元件选择可以均衡各种性能的要求来决定。 （2）网络温度传感器
网络温度传感器是包含数据传感器、网络接口和处理单元的新一代智能传感器。这里讲的网络已经不限于传感器总线，还应包括现场总线、局域网和因特网。数字传感器首先将被测温度转换成数字量，在传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。一个分布式智能温度传感器系统是通过网络将每个传感器节点、控制节点和中央控制器联系起来的。其中传感器节点用来实现温度测量并将数据传输给网络上的其它节点。控制节点则根据从网络读取的温度数据来确定合适的控制方式。以满足对温度控制的需要。传感器节点和控制节点不仅互相独立，节点的数量可根据实际需要而定，而且能做到“即插即用”（Plug﹠Play）,在更换传感器节点时，也无需对传感器进行标定和校准，这样就极大的方便了用户。 2 简介单片机
2.1 单片机AT89C51的简介
随着社会的发展，单片机以其体积小、可靠性高、使用方便等特点在社会生活中达到广泛应用。根据温度控制的特点，本次设计采用AT89C51单片机。以下对其进行详细介绍。
AT89C51单片机是美国Intel公司的8位高档单片机系列。也是目前应用最
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为广泛的一种单片机系列。其内部结构简化框图如图2—1所示。AT89C51系列单片机主要有CPU、存储器（包括RAM和ROM）、I\\O接口电路及时钟电路等部分组成。
2.1.1 中央处理器CPU
中央处理器CPU是单片机的核心。是计算机的控制指挥中心。同一般微机的CPU类似。AT89C51单片机内部CPU包括控制器和运算器两部分。如图2-1AT89C51单片机内部结构简化框图。
2.1.2 运算器
AT89C51运算器电路以算术逻辑单元ALU为核心。有累加器ACC、寄存器B、暂存器1、暂存器2、程序状态寄存器PSW和布尔处理机共同组成。它主要完成数据的算术运算、逻辑运算、位变量处理和数据传输等操作。运算结果的状态由程序寄存器PSW保存。
2.1.3 算术逻辑单元ALU与累加器ACC、寄存器B
算术逻辑单元ALU不但能完成8位二进制的加、减、乘、除等算数运算。而且还能对8位变量进行逻辑“与”“或”“异或”循环位移等逻辑运算。累加器ACC(简称累加器A) 为一个8位寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器。专门存放操作数或运算结果。
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图2-1 AT89C51单片机内部结构简化框图
2.1.4 程序状态寄存器
程序状态寄存器PSW是一个8位的状态寄存器。用于存放标志寄存器。用于存放指令执行后的状态，以供程序查询和判别。PSW各位的状态通常是在指令执行的过程中自动设置的。但可以由用户根据需要指令加以改变。状态寄存器共有进位标志位CY、辅助进位标志位（或称半进位）AC、用户自定义标志位F0、工作寄存器组选择位RS1、RS0、溢出标志位OV、奇偶标志位P。
2.1.5 控制器
控制部件是单片机的神经中枢。它包括程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器和定时器控制电路等。它先以主振频率为基准发出CPU的时序对指令进行译码，然后发出各种控制信号。完成一系列定时控制的微操作。用来协调单片机各部分正常工作。
2.2 AT89C51单片机引脚功能
AT89C51系列单片机的封装形式有两种：一种是双列直插方式封装；另一种是方形封装。AT89C51单片机40个引脚及总线结构图如下所示。其CMOS工艺制造的低地功耗芯片也有采用方形封装的。但为44个引脚，其中4个引脚是不使用的。由于89C51单片机是高性能的单片机。同时受到引脚数目的限制，所以有部分引脚具有第二功能。如图2-2单片机引脚图。 1.主电源引脚
主电源引脚两根：VCC接+5V电源正端；VSS接+5V电源地端。 2.外接晶体引脚两根
XTAL1:接外部石英体和微调电源的一端。 XTAL2:接外部晶体和微调电容的另一端。
其中，对用外部时钟时，对于HMOS单片机,XTAL1脚接地，XTAL2脚作为外部振荡信号的输入端。对CHMOS单片机XTAL1脚作为外部振荡信号的输入端，XTAL2脚空不接。
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