路简单，而且节约了大量的I/O接口。
综上所述，由于本系统所需要的按键不多，故采用独立式按键。
2.3.5 显示模块的选择
方案1：数码管的静态显示
采用LED数码管的静态显示的方式电路简单，但是需要的每个数码管都要用一块74LS47来驱动显示，这样的话就增加了设计的复杂性，也提高了设计所需要的成本，并且需要占用单片机大量的I/O口。
方案2：数码管的动态显示
采用LED数码管的动态的扫描显示的方式，只需要一块相应的数码管驱动的芯片就能够驱动数码管开始工作，数码管的动态显示价格便宜，操作简单。能够节省大量的I/O口，并且功耗更低。
综上所述，选用数码管动态显示适合本次的设计要求。
2.3.6 报警电路的选择
方案1：采用闪光报警
闪光报警时一个非常基本的报警系统，它的设计简单，工作方式就是人们只有看到报警发出的信号灯，才知道系统有故障，所以应用范围不是很广。
方案2：蜂鸣报警
蜂鸣报警在目前的报警系统中运用非常普遍，它的电路简单，人们可以通过对报警发出的声音就可以很轻易的发现系统故障。所以应用范围广。
方案3：语音报警
语音报警系统是智能化的报警系统，它可以实现语音报警提醒人们系统出现故障，因为是智能化的报警系统，所以设计要用到的电路、程序等都很复杂。
综上所述，本文采用蜂鸣报警，一旦工厂里的室内温度出现异样，蜂鸣报警器就会产生作用，提醒工作人员。
2.4 方案的论证及确定
综上所述，通过各个模块功能的比较与选择，本系统的方案是采用基于
STC12C5A16AD单片机为核心的温度巡检仪，采用8路K型热电偶温度传感器和多路开关CD4051，从而实现对8路温度巡回采集，并且采用MAX6675芯片完成对热电偶微弱信号的放大、冷端补偿和A/D转换等功能。本系统采用独立式键盘，数码管动态显示，蜂鸣报警。
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2.5 本章小结
本章首先阐述了系统的基本设计方案，说明了系统的工作原理，详细地对硬件的各个模块进行分析比较，从而确定了各个模块的具体型号、功能。为下面硬件设计与软件设计奠定了基础。
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第3章 系统硬件设计
多路温度巡检系统是由硬件电路与软件配合来共同完成其功能的，硬件主要由单片机最小系统、电源电路、温度检测电路、多通道切换电路、A/D转换电路、显示电路、按键电路、报警指示电路组成。下面将对多路温度巡检系统的硬件电路进行详细分析。
3.1 单片机最小系统的设计
STC12C5A16AD器件是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有32个数字I/O引脚,是STC生产的机器周期（1T）/单时钟的单片机，是低功耗/高速/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码能够完全兼容传统8051，但速度比8051快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，引脚如图3-1所示。本设计主要利用 STC12C5A16AD运算速度快，从而达到优化系统设计的目的。
图3-1 STC 12C5A16AD 单片机引脚图
下面列出了一些主要特性：
1、增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051 2、工作电压：5.5V - 3.5V（5V单片机）
3、工作频率范围：0～35MHz，相当于普通8051的0～420MHz 4、片上集成1280字节RAM 5、用户应用程序空间16K
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6、通用I/O口：每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但是芯片最大不能够大于120mA
7、ISP（在系统中能编程）/IAP（在应用中能编程），不需要专用编程器与专用仿真器，能够在串口（P3.0/P3.1）直接可以下载程序，
8、有EEPROM功能 9、看门狗
10、内部集成MAX810独有的复位电路
11、外部掉电检测电路:P4.6口中有一个低压门槛比较器
12、时钟源：时钟晶体，内部R/C振荡器，在精度要求不高时候，可以选择内部时钟。
13、共4个16位定时器，两个同8051兼容的计数器/定时器,定时器T0与T1，无定时器2，再加上2路PCA模块可再得到2个16位定时器
14、2个时钟输出口，可通过T0的溢出在T0/P3.4输出时钟，可通过T1的溢出在T1/P3.5输出时钟
15、7路外部中断I/O口,传统的低电平触发中断,而且新增了上升沿中断的PCA模块，Power Down模式可通过外部中P3.2/INT0,P3.3/INT1,P3.4/T0,P3.5 /T1,P3.0 /RXD,P1.3 /CCP0, P1.4/CCP1
16、PCA(2路）（2路可编程计数器阵列）
--- 也能当2路D/A使用 --- 也能再得到2个定时器 --- 也能再得到2个外部中断
17、A/D转换, ADC精度为10位，共8路，转换速度能够达到250K/S
18、通用全双工异步串行口(UART)，STC12系列是增强版8051，可再用定时器或PCA软件实现多串口
19、使用温度范围：-40～+85℃(工业级)/0～75℃(商业级)
单片机最小系统包括单片机、晶振电路、复位电路、电源电路。单片机最小系统如图3-2所示。
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VCCVCCP10P12P13P14P15P16P17RST1234567891011121314151617181920U1P10/T2P11/T2EXP12P13P14P15(MOSI)P16(MISO)P17(SCK)RSTP30/RXDP31/TXDP32/INT0P33/INT1P34/T0P35/T1P36/WRP37/RDXTAL2XTAL1GNDVCCAD0/P00AD1/P01AD2/P02AD3/P03AD4/P04AD5/P05AD6/P06AD7/P07EA/VPPALE/PROGPSENA15/P27A14/P26A13/P25A12/P24A11/P23A10/P22A9/P21A8/P204039383736353433323130292827262524232221P00P01P02P03P04P05P06P07S0SW-PBC110uF/25V10KR1P34P35P36P37X2X1C220PY112MC320PP25P24P23P22P21P20STC 12C5A16AD
图3-2单片机最小系统
各端口分配表见表3-1。
表3-1单片机IO分配表
单片机IO口 P0.0～P0.7 P1.O P1.2～P.4 P1.5～P1.7 P2.0～P2.5 P3.4～P3.7 XTAL1、XTAL2 RST 所接器件 接数码管 接报警电路 接按键 接MAX6675 接接数码管驱动电路 接CD4051 接晶振电路 接复位电路 3.2 电源电路的设计
电源电路的作用是将外部输入电源转换为内部所需要的各类工作电压，电源电路设计的好坏将影响到整个设备。电源电路设计不当，将导致整个电路不能正常工作，甚至被烧坏。设计好的电源电路能为设备的运行提供稳定的工作电压。
本次电源电路设计主要由整流桥、电容、稳压芯片7805、稳压芯片7905组成电源电路设计，供电原理：外接的交流电压220V电源经变压器转换输出为12V的电压，再通过整流桥、滤波电路、稳压芯片实现一个稳定的电压。为整个系统提供+5V、-5V电源。电源电路原理图如图3-3所示。
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