基于热电阻的温度检测仪设计.docVIP

毕业设计 题目 基于热电阻的温度检测仪设计 专业 电气自动化技术 学号 姓名 指导老师 摘 要 本课题以AT89C51单片机系统为核心，对单点的温度进行实时检测。采用模拟温度传感器PT100对温度进行检测；采用串型模数转换器ADC0809进行A/D转换把温度信号调解转换为电压信号与AT89C51单片机接口设置LED八段数码管实时显示温度值。本设计包括温度传感器、A/D转换模块、数据传输模块、温度显示模块四个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。 关键词 单片机 PT100热电阻 ADC0809 温度检测 目 录 目 录 2 1 绪论 3 1.1 课题背景 3 1.2.1 系统原理框图 4 1.2.2 单片机选型 4 1.2.3 模数转换器选型 5 1.2.4 显示方案确定 5 2 硬件设计 6 2.1 温度信号的获取与放大 6 2.1.1 元件介绍 6 2.1.2 放大电路设计 7 2.2 模数转换单元 8 2.2.1 8位串行A/D转换器ADC0809 8 2.2.2 模数转换单元电路的设计 10 2.4 LED显示电计路的设计 11 2.4.1 LED数码管原理 11 2.4.2 LED数码管编码方式 11 2.4.3 LED数码管显示设计 12 2.5 声光报警电路 14 2.6 单片机接口电路 14 2.6.1单片机的时钟电路 14 2.6.2复位电路和复位状态 15 3 软件设计 17 3.1 程序设计语言的选用 17 3.2 软件程序的设计 17 3.2.1 程序流程 17 3.2.2 键盘管理 18 3.2.3 LED显示 19 3.2.4 模拟量的采集与处理 19 4 抗干扰设计 20 4.1 用于单片机系统的干扰抑制元件 21 4.2 提高单片机系统抗干扰能力的主要手段 21 结论 23 致谢 24 参考文献 25 附录1电气原理图 26 附录2源程序 27 附录3分度特性表 34 附录4元器件清单 35 1 绪论 1.1 课题背景 水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎%80的工业部门都不得不考虑着温度的在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、因素。 温度对于工业如此重要，由此推进了温度传感器的发展。传感器主要大体经过了三个发展阶段。 ① 模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等。 ② 模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器，典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别。 ③ 智能温度传感器。能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。 进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。 目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表。对于单点温测仪表，主要采用传统的模拟集成温度传感器，其中又以热电阻、热电偶等传感器的测量精度高，测量范围大，而得到了普遍的应用。此种产品测温范围大都在-200℃~800℃之间，分辨率12位，最小分辨温度在0.001~0.01之间。自带LED显示模块，显示4位到16位不等。有的仪表还具有存储功能，可存储几百到几千组数据。该类仪表可很好的满足单个用户单点测量的需要。多点温度测量仪表，相对与单点的测量精度有一定的差距，虽然实现了多路温度的测控，但价格昂贵。 本课题以PT100热电阻为温度检测元件，设计了一个对单点温