数字式温度测量仪表的设计.docVIP

吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书 数字式温度测量仪表的设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称： 起止日期： 吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology 专业综合设计任务书 一．设计题目：热电阻测温 二．设计目的 1．掌握热电阻测温的基本原理及利用单片机开发工进行编写程序设计的方法； 2．掌握用A/D,D/A等元件对电路信号进行转换的电路设计的方法； 3．熟练掌握利用单片机控制显示管的数字显示； 4．掌握利用变送器，使最后的测量范围变送精度在一定的范围内。 三．设计任务及要求 设计基于三线制的热阻测温仪表，输入信号为Pt100、Cu50、Cu100可选（能够通过按键选择热电阻分度号），能够以数字形式显示被测温度，测温误差不大于0.5℃； 具有变送功能，对应测温量程变送输出电信号为4～20mA，在0～100℃测温范围变送精度0.5%。 四．设计时间及进度安排 设计时间共三周（2010.11.01～2010.11.19）,具体安排如下表： 周安排 设 计 内 容 设计时间 第一周 查阅相关资料和画电路图 2010.11.01～2010.11.05 第二周 焊接电路及其下载程序调试 2010.11.08～2010.11.12 第三周 整理有关的知识及做设计说明书和答辩 2010.11.15～2010.11.19 五．指导教师评语及学生成绩 指导教师评语: 年 月 日 成绩 指导教师(签字): 目 录 第1章 专业综合设计的目的 1 第2章 设计任务和要求 2 2.1 设计的基本任务 2 2.2 设计的基本要求 2 第3章 总体方案设计及原理 3 3.1整体方案设计 3 3.2 热电阻的工作原理 3 3.3 热电阻的信号连接方式 4 第4章 基于热电阻的温度测量仪表的电路设计 5 4.1 电源模块 5 4.2 温度采集及信号调理模块 5 4.2.1 采集调理模块 5 4.2.2 A/D模数转换模块 6 4.3 单片机系统设计 10 4.3.1 单片机系统 10 4.3.2 单片机与PC间通信接口电路 10 4.3.3单片机与ICL7135的连接电路设计 11 4.4 变送模块 12 4.4.1 D/A输出 12 4.4.2 4～20mA输出 13 第5章 软件程序的设计 14 5.1软件介绍 14 5.2 系统的程序设计 16 第6章 系统调整与测试 17 第7章 误差分析 21 第8章 结论 21 参考文献 22 附录（I） 程序 23 附录 (II) 设计元件清单 29 附录 (III) 整体电路图 30 第1章 专业综合设计的目的 专业综合设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过专业综合设计使学生获得以下几方面能力，为毕业设计（论文）奠定基础。 1．进一步巩固和加深学生所学一门或几门相关专业课（或专业基础课）理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能； 2．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力； 3．培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。  第2章 设计任务和要求 2.1 设计的基本任务 本设计是将现场采集到的温度信号通过多种类型的热电阻（Pt100、Cu100、Cu50）以电信号的形式表现出来，通过A/D采集并转换成相应的数字信号输入到单片机中。然后通过单片机的处理，把温度信号通过显示器显示出来，从而实现对现场温度的检测。同时要求将采集到的温度信号通过D/A变送成4～20mA电流的统一标准信号。从而使仪表的互换性和兼容性大为提高，仪表的配套也大为提高。 2.2 设计的基本要求 设计基于三线制的热阻测温仪表，输入信号为Pt100、Cu50、Cu100可选（能够通过按键选择热电阻分度号），能够以数字形式显示被测温度，测温误差不大于0.5℃； 具有变送功能，对应测温量程变送输出电信号为4～20mA，在0～100℃测温范围变送精度0.5%。  第3章 总体方案设计及原理 3.1整体方案设计 本设计设计的数字检测仪表是把热电阻信号通过传感器检测转变为电压信号，经过调理电路转换成A/D输入的标准信号。之后A/D将模拟电压信号变转换成数字信号，然后送入单片机（MCU）进行处理和运算，单片机将处理的数据通过显示器显示。