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基于工业成品的温度检测仪表设计 摘要 在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度是需要测量和控制的重要参数之一。例如，在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉，热处理炉，反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。 本次设计是实现一个PT100温度测量系统的设计。采用MCS-51单片机来对温度进行检测，不仅具有控制方便，组态简单的灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。 在温度的采集上，我们用到了模拟信号转换器，通常使用一个被称为模拟、数字转换器（A/D）的电子器件，被广泛适用在电子信号处理中。A/D转换器的速度越快，即对模拟信号的采样时间单位分的越细，图形记录就越真实。而对于波形振荡周期非常之短的线圈来说，它的电压随时间变化的速度非常之快，因而将振荡波形的模拟信号数字化变换时，要求使用变换速度非常高的A/D转换器，否则就不能正确采集，真实显示这个高速变化的波形。本次设计以ICL7135系列积分型实现A/D转换的实时温度检测仪表，可以很好的实现这一功能，ICL7135 具有±20 000 个数的分辨率, 而且有BCD 码和STB 选通信号输出, 与微机接口十分方便, 因此ICL7135 作为微机的高精度A/D 接口电路非常多。在工业过程中该测量系统能实现较稳定及时的温度采集，因此得到广泛运用。 另外，在温度测量中，热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单，制造方便，测量范围广，精度高，惯性小和输出信号便于远传等许多优点。由于热电偶是一种有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，这次设计采用Pt100温度传感器。PT100是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在 -200 至 650 的范围AT89S52 信号采集 ICL7135 A/D转换 基于工业成品的温度检测仪表设计 一、设计任务 本次仪表课程设计是实现一个PT100温度测量系统的设计。要求在现有的PCB板上开发出实际温度测量系统。 本次设计主要参考工业现场应用非常广泛的LU-907M智能位置比例调节仪的硬件进行设计，LU-907M智能调节仪主要用于窑炉的温度控制，它可省去伺服放大器直接驱动执行机构，广泛用于陶瓷玻璃等行业。LU-907M智能调节仪主要利用ICL7135数据转换器和AT89S52单片机实现数据的转换、处理的温度检测及控制。系统主板由电源转换单元、温度检测变送单元、A/D转换器单元、主控制器单元、人机对话单元和执行机构等几部分组成。 二、设计原理 硬件原则： 1）我们结合典型的A/D转换电路，选择ICI7135芯片做主打芯片，实现转换功能。 2）此设计利用A/D转换芯片配以显示电路用其所需要的外围电路实现温度显示，具有编程灵活，便于显示Pt100的温度。 3）硬件结构设计应与软件设计方案一并考虑。 4）整个系统相关器件力求性能匹配，与环境相适应。 软件原则： 1）我们的程序采用模块化设计，软件结构清晰，简洁。 2）我们将设计的程序存储区尽量合理化规划，便于设计功能的扩展。 3）我们对各个功能程序与运行结果及运行要求都作了简单说明，以便查询。 三、硬件设计（各部分原理图） 3.1 数据采集 在Pt100检测信号输入时引进预处理级，减少高频等信号的不利干扰。 3.2 信号放大环节 A/D转换 3.4 内部稳压电路 单片机控制模块 3.6 动态显示模块 四、软件设计 4.1 主程序设计流程图 4.2 各单元设计流程图 （1）A/D数据采集模块 采用中断方式实现A/D数据采集。定时器T0采用外部门信号启动，当INT0为高电平且TR0=1时才启动，而当输入信号跳变为低电平时停止定时，故为了保证实时性及准确性，在本设计采用定时器加外部中断的形式实现A/D采集。 （2）数据处理模块 （3）动态显示模块 8031的时钟采用6MHz晶体，在不执行MOVX指令的情况下，ALE是稳定的1MHz频率，经过4分频可得到250kHz的稳定频率，传给ICL7135时钟输入端，使ICL7135的转换速率为每秒6.25次，选取这一转换速率，一方面照顾ICL7135A/D转换的精度，另一方面为了尽量少占用8031的资源。定时器为16位计数器，最大计数值65535。在6.25次/秒转换速率条件下，满度电压输入时，busy宽度为30001个时钟脉冲。再结合图1和图2可知，8031内部定时器的输入频率是500kHz，比ICL7135的时钟频率（250kHz）高1倍，在