前 言
　　烟叶初烤过程中，烤房内温度的准确测量和有效控制是烘烤的和烟叶质量的根本保证。目前，广大烟区已广泛推广烟叶初烤的“三段式烘烤工艺”，并且大多数炕房已加装热风循环装置，而使用的温度测量器具却是酒精的或煤油的玻璃管温度计（烟区称之为火表），控制方法采用人工启闭回风门（用于排湿，控制湿球温度）、火门或鼓风机（控制火炉火势，间接控制干球温度）。测量不准、使用不便的温度计，被动的控制方法等成为制约烟叶烘烤质量提高的瓶径问题。以温度控制工艺为例，用热电阻Cu50作为传感器，以单片机为的控制仪解决了这一问题，基本实现烤烟过程中温度的自动控制。
　　1 温度控制要求
　　(1)、技术要求：有效测控范围：20℃至80℃；温度测量：±0.5℃; 温度控制：±1.0℃; 显示分辨率：0.1℃;
　　(2)、档位设置：为了适应烤烟工艺要求和烟叶的具体情况，在35℃--43℃温度范围内将其分为九档，以供选择。
　　(3)、执行机构：风门由电动执行器驱动，其运行时间为80秒，即1.1度∕秒；电源：220V，50Hz。
　　(4)、自动控制：当湿球温度值超过设定值0.5℃时，进风门自动开启5秒；当湿球温度值在设定值±0.5℃范围内时，进风门状态保持。当湿球温度值低于设定值0.5℃时，进风门自动关闭5秒；
　　(5)、报警：当温度高于或低于设定值1℃时，蜂鸣器报警。
　　2 系统设计
　　根据以上具体要求，本系统用单片机作为控制单元，热电阻作为传感器，完成了装置的设计，整个系统的原理图如图1所示。其工作原理如下：
　　

　　2.1 硬件设计
　　2.1.1 微处理器选择
　　本系统选用AT89C51作为CPU。AT89C51是一种低功耗、高性能的片内4KB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，与MCS-51微控制器产品系列兼容,使用高密度、非易失存储技术制造，存储器可循环写入/擦除1000次。AT89C51的引脚与8031相同[4]。因此，不需要扩展即能满足要求。
　　2.1.2 传感器的选择
　　根据本系统的测量和控制要求，本装置选择了热电阻式传感器Cu50作为测温传感器[3]。Cu50测温范围-50℃~+150℃，工作范围20℃--80℃，线性度好，灵敏度高，价格适中，满足了该系统的技术要求。
　　2.1.3 测量电路
　　温度的测量和控制主要取决于温度测量，因此，为了保证，从硬件采用了三个方面的措施：，测量中传感器的连接采用新的三线制方法[1]，补偿由导线引起的误差；第二，选用高低漂移运算放大器OP07作为运算放大的电路，第三，测量电路采用恒流源供电。如图2所示。
　　该电路完全消除了常用的三线制接法[2]中导线电阻的影响。图中R62、R63、R64的电阻值相等，其输出电压仅与热电阻Rt有关，且呈线性关系。测量主要取决于恒流源电流。为保证该电流的稳定性，在恒流源电路的设计中，选用了稳压管（LM-336）,高低漂移运算放大器（OP-07）,晶体三极管（BC157B）。其它电路则选用了四通用单电源运算放大器（LM324）。
　　2.1.4 A/D转换器
　　A/D转换器选用常用的ADC1005CMOS10位A/D转换器，即可满足技术要求。该芯片总的非调整误差为±1LSB，输出电平与TTL电平兼容，单电源+5V供电，模拟量输入范围为0--5V[4]。
　　2.1.5 输出通道设计
　　有三个输出通道：一个报警电路，二个电机驱动电路分别控制风门电机的正反转。为了提高系统的抗干扰能力，驱动电路采用交流固态继电器。
　　2.1.6 人机通道设计
　　(1) 温度设定电路：温度档位设定采用BCD码拨盘，利用P1口的低4位作为数值输入。操作方便；
　　(2) 温度显示电路：温度值采用数码管显示。为了不再扩展并行接口，利用串行口的移位寄存器功能，扩展三位静态数码管显示接口电路。P1.7作为输出控制，当P1.7=1时允许串行口输出数据给移位寄存器，否则，显示内容不变。
　　(3) 报警电路：利用蜂鸣器报警。
　　

　　2.2 软件总体设计
　　2.2.1 程序结构设计
　　应用程序结构采用循环方式，电动执行器控制由定时器定时启动或停止。主程序进行系统初始化，包括定时器、I/O和中断系统的初始化。
　　循环中进行以下操作：拨盘设定值检测、温度检测、标度变换、数字滤波、温度显示和控制，这些操作分别由相应子程序模块完成。
　　2.2.2 程序模块设计
　　下面说明温度检测和控制程序的设计。
　　(1) 温度检测程序
　　该程序的功能是连续7次A/D转换，把转换结果保存在3BH开始的单元中，然后进行数字滤波，得到中值存于33H单元。A/D转换采用查询方式。
　　(2)、温度控制程序
　　温度的高低受风门打开的角度控制，因此，该程序的功能是将检测的温度实际值与设定值下，上限的比较，控制风门打开的角度。上限设定值（存于3AH）和下限设定值（存于38H） 分别是档位设定温度（存于39H）的±0.5℃。每5分钟检测判断控制风门的运行状态，每次风门动作5S，即打开或关闭5.5°。
　　3 实验结果与结论
　　根据以上所介绍的原理，已经设计并做出了温度测控装置。用该装置对烤烟炕房的温度测量和控制进行了测试，其结果见表1、表2。表中标准温度是标准水银温度计的读数。
　　

　　

　　试验结果表明温度的测量和控制均能满足设计要求。
　　总之，使用这种补偿方法的热电阻测温电路，测量大大提高，实现了高的温度测量和控制。同时，该装置在硬件上增加了手动/自动转换功能，软件上增添了抗干扰措施，使其工作更可靠、稳定，使用方便，已被平顶山烟草公司宝丰县分公司的使用所证明。