摘 要：针对烤烟炕房干、湿温度测量问题，研究应用以pic系列单片机为核心的智能型干、湿温度双路测温仪，有效地保证了测温方便、准确，提高了烟叶的初烤质量。仪器结构简单，成本低廉，操作方便。也可推广应用到其他需要测量干、湿温度的场合。
关键词：烟叶初烤；单片机；传感器；a/d转换
1引言
烟叶初烤是烟叶生产的一个重要环节，“烘烤是关键”不仅成为教课书上的常用语，也成为从事烟叶生产人员的共识。在烟叶初烤过程中，关键是控制炕房内的干、湿温度（干温是指炕房内的空气温度，湿温是指炕房内的水分温度），使其干、湿温度按照“三段式”烘烤工艺要求变化，才能保证烟叶初烤质量［1］。目前，我国烟区主要以普通炕房为主进行烟叶初烤，每炕烟从起烤到结束需要5~7天时间（底部烟、中部烟、上部烟烘烤时间不同），在此期间要昼夜检测炕内的干、湿温度，从而决定天窗和地洞的开启闭合。测量的方法是从炕房的小观察窗处拉出挂在竹杆（或木杆）上的酒精（或煤油）温度计测量干、湿温度，测量误差大且由于经常抽拉温度计而碰掉烟杆，掉杆后烘烤人员就要进入炕房内再将烟杆挂上，造成炕门处烟叶挂灰，严重影响烘烤质量。因此，准确地测量炕房内的干、湿温度已成为制约烘烤质量、影响烟叶生产效益的瓶径问题。为解决这一难题，我们开发了以pic系列单片机为核心的测量炕房内干、湿温度的双路测温仪（以下简称测温仪）。
将测温仪的传感器组件挂在炕房内欲测量温度的位置（建议挂在下层），通过引线与主机相连，在主机上（炕外）显示炕内干、湿温度，且具有符合三段式烘烤工艺的温度设定、超限报警等功能，较好地解决了上述问题。经河南、福建、重庆、陕西等烟区使用，普遍反映测温准确、功能齐全、经济实用，能有效提高烟叶的初烤质量。
2测温原理
为达到降低成本、提高可靠性的目的，本系统放弃传统的ａ／ｄ转换法，采用单片机直接测量热敏电阻阻值，他具有效率高、精度高、速度快、 功耗低、成本低等优点。基本原理如图1所示。
2.1电路构成
如图1所示，rc标准电阻或rm热敏电阻与c电容构成充放电电路。rtcc可以记录充放电时间。检测电阻与c电容的充电时间用于消除电容误差，保证rm热敏电阻与c电容充电时间准确性。
2.2检测过程
(1) pa0输出高电平通过rc向电容c充电，当电容c被充电达到pa2的门槛电平（逻辑“1”）时rtcc记录下这一过程的时间得到tc，如图2所示。
(2) pa2输出低电平，将电容放电拉回低电平。
(3) pa1输出高电平，通过rm向电容c充电，当电容c被充电达到pa2的门槛电平（逻辑电平“1”） 时，rtcc记录下这一过程的时间得到tm，如图2所示。
(4) pa2输出低电平,将电容放电拉回低电平,为下次检测做好准备。
2.3热敏电阻阻值计算
得到tc，tm后，就可以得到热敏电阻的阻值：
2.4等效温度值转换
热敏电阻的阻值向等效温度值转换是设计的关键。 由于热敏电阻阻值的非线性所至，必须建立一个近似函数用于计算。 本系统采用插值原理推导出温度计算函数。
设tm=f(rm)，则应当在函数f(rm)处有n+1个相异点，其函数值为：
若找到某个函数g(x)使g(x)在xi(i=0～n)处与f(rm)相等，满足这个条件的函数g(x)称f(rm)的插值函数，xi称为插值节点，因此可以用g(x)在区间［a,b］代替f(rm)。
如果用一个次数不超过n的多项式：
计算出a0,a1,a2,…,an，并且将rmi代入g(xi)就能得到tm=f(rm)的计算函数。
解下列方程组：
代入式（2）得：
这里式(5)就是热敏电阻的阻值向等效温度值转换计算函数。
式(5)中n的取值与计算精度有关，n取值越大tm越接近真实值。如果精度要求在不大于±1 ℃误差范围内，n取3就足以满足精度要求了。即：
在本系统中采用式(6)作为热敏电阻的阻值向等效温度值转换计算公式。
3软件设计
本系统的软件结构如图3和图4所示。
主程序（图3）完成对系统的初始化和式(1)、式(6)的计算。式(1)计算出干湿温热敏电阻rm电阻值，式(6)计算出干湿温热敏电阻rm电阻值等效的温度值。计算出温度值后还要进行越限判断，确定是否需要报警提醒。其他的辅助功能如按键操作、显示功能均在主程序完成处理。
子程序（图4）任务是完成效验电容充电过程，热敏电阻检测充电过程处理。程序处理完毕将向主程序提供tc，tm值。
主程序处理完毕系统自动进入sleep（睡眠）状态，等待下次系统唤醒。
4硬件设计
测温仪的硬件结构如图5所示。
(1) 单片机选型根据本设计对单片机的i／o，rom，ram，
