系统的测温模块由两个1 kΩ电阻，一个电位器和Pt100组成桥式测温电路。桥式测温原理如图5所示。

　　电桥的输入电压通过TL431稳压至2.5 V，经过测量得到电桥实际输入电压为2.49 V。电桥的4个桥臂中的一个桥臂采用电位器，因为通过调解电位器可以调整输入到运放的差分电压信号大小，设计中用此电位器来调整零点。

　　Pt100数据手册推荐使用LM358芯片放大差分信号，由于LM1117提供给运放的电压只有3.3 V，供电电压过低会导致运放工作不正常，电压放大倍数和理论计算的放大倍数误差很大，这样直接导致放大倍数不稳定，影响测温精确度。经过比较选择发现INA126精密仪器仪放大器，具有高精度，低噪声差分信号采集的优点，它的两个运放设计提供卓越性能具有非常低的静态电流(175 mA/chan)，结合宽工作电压范围±1.35～±18 V的，使其成为高性能的运算放大器。所以改用INA126作为运算放大器，经过测试发现放大倍数稳定。系统中放大倍数约等于6.27倍。由于INA126需要双电源供电，所以使用ICL7660进行电压转换，这样可以轻松得到负电压对INA126进行双电源供电。通过INA126对电桥信号进行差分放大。桥式差分放大电路图如图6所示。

　　对电位器R6进行零点调整可以得到U_=50.012 mV。INA126对U+和U_进行差分放大，放大后电压U0=F×(U+-U_)，F是电压放大倍数，经过测量得到F=6.27。所以

　　这样得到Pt100的电阻值与经过INA126放大后的电压关系，把U0送入A/D，通过A/D转换，单片机算出Pt100的电阻值，然后查表，查到的电阻值与表中的相近时，得出此时的温度值，然后送出数据在液晶屏上显示。

　　2 软件设计

　　系统的软件包括温度采集部分、A/D转换模块，接收结果处理显示部分。整个程序采用C语言编写，采用模块化程序设计。

　　设计采用Pt100模拟温度传感器采集数据，单片机通电后，Pt100由于温度变化，引起电阻发生变化，进而桥式测温电路的电压值发生变化，经过差分放大、A/D转换后送入单片机。单片机始终等待A/D转换值的到来，因为本设计只需要测量温度，所以没有采样周期，读取A/D值的程序放入无限循环中。在设计中，由于Pt100的电阻值和温度不成线性关系，所以设计用Matlab拟合函数创建一个电阻值一温度对应表格，查表得到温度值。程序开始后，先对液晶屏、A/D进行初始化处理，然后确定液晶屏在空闲状态，调用液晶写地址指令函数，使液晶屏分两行显示，接着调用液晶写数据函数在第1行写入温度计的英文Thermometer，第2行写入查表得到的温度值。

　　A/D模块，首先对A/D初始化，然后把A/D的CS管脚、时钟脉冲CLK拉至高电平，接着把CS拉至低电平开始采样。在写程序的时候要注意先发送给A/D两个下降沿脉冲，然后才开始采样数据。实验证明，如果直接进行采样，会导致采样数据误差很大。采样完成后给CS管脚拉至高电平，停止采样，返回数值。接着进行下一组数据的采样。主程序流程图如图7所示。

　　3 系统测试

　　液晶模块的硬件电路接好后，接通电源，调节与LCD连接的电位器，使液晶显示亮度适中，显示结果与预期结果相同，液晶模块测试正常。开启电源，Pt100开始测温，利用水银温度计做参考，计算Pt100温度测量误差。Pt100温度测量结果如表1所示。

　　由于设计的温度计精度只有1℃，所以小数点后的温度值都为0，经过测试计算，温度测量的平均误差为2.5%。

　　4 结束语

　　系统可以用于高温环境中，测温准确、操作方便、成本低廉，有较高的实用性。还可以经过改善做成无线收发系统，成为远距离测温控制系统。