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基于 AVR 单片机的智能钢水测温仪 基于 AVR 单片机的智能钢水测温仪 1石志学 （冶金自动化研究设计院，北京 100071 ） 摘 要 介绍了一种基于 AVR 单片机的智能钢水测温仪，主要包括测温原理、电路的结构设计和软件的设计。 本测温仪电路结构简单，接口丰富，易于升级。 关键词 AVR 单片机 钢水测温仪 The Intelligent Instrument for Measuring the Temperature of Melting Steel Based on AVR Single-chip Shi Zhixue (Automation Research and Design Institute of Metallurgy, Beijing, 100071) Abstract This paper introduces a instrument for measuring the temperature of melting steel, it is based on AVR single-chip. The theory of measuring the temperature, its hardware design and software design are mainly introduced. This instrument has simple circuits and abundant interface, and upgrades easily. Key words AVR ，single-chip，instrument for measuring the temperature of melting steel 1 引言 钢水测温是指在炼钢过程中迅速正确地测量出炉内钢水的温度 。钢水测温仪是冶炼过程中不可缺少的 仪表， 目前在我国钢厂使用的测温仪表大多都是 80 年代或者更早开发的产品，以 8048、8031 等 CPU 组 成的测温系统，普遍存在器件老化，功能简单，不宜升级等问题。针对这些问题，我们选用 ATMEL 公司 AVR 系列中的 ATMEGA128L 单片机作为处理器，开发高精度钢水测温系统获得成功。 2 测温原理 钢水测温是用一次性消耗热电偶作为测温传感器。热电偶插入钢水中之后，温度急速升高，在与钢水 达到温度平衡后，将呈现出一段相对比较平坦的测温曲线段，称为“平台”。其典型的测温曲线如图 1 所 示。 图 1 快速热电偶测温曲线 Fig. 1 Curve of measuring temperature used by rapid respond thermocouples 石志学，1979，男，硕士，助理工程师，zhx_shi@163.com 2007 中国钢铁年会论文集 图 1 中AB 段为平台温度，钢水测温仪能够快速、准确的捕捉平台，在热电偶熔断前测出钢水温度。 曲线 BCD 反映了测温结束提出测温枪的过程，钢水表面杂质的温度要比钢水本身的温度稍高，所以温度 先上升，测温枪提出钢水表面时，热电偶温度迅速下降。 3 电路结构 本智能钢水测温仪采用单片机 ATMEGA128L 作为控制芯片。它是一款工业级芯片，基于 AVR 内核， 采用 RISC 结构，低功耗 CMOS 的 8 位单片机。单片机自带 4K 的 RAM 、128K 的 FLASH ，不用外部扩展 数据存储器和程序存储器，采用 TQFP 贴片封装，印刷电路板面积小，系统性能可靠；I/O 接口丰富，不 用外部扩展 I/O 。ATMEGA128L 在一个时钟周期内执行一条指令 ，可以达到接近 1MIPS/MHz 的性能，它 的高速处理能力和丰富的片上资源，使