開題信息

摘 要

根據(jù)要求設計一個基于STC12C5A60S2單片機處理,PT100為傳感器的溫度測量系統(tǒng)。

在本設計中，是以鉑電阻PT100作為溫度傳感器，采用恒流測溫的方法，通過單片機進行控制，以LM358作為信號放大，用ADC0832進行溫度信號轉換。利用3位共陽數(shù)碼管作為溫度顯示。采用了兩線制鉑電阻溫度測量電路，通過對電路的設計，減小了測量電路及PT100自身的誤差，使溫控精度在0℃～100℃范圍內(nèi)分辨率為1℃。本設計簡單實用，具有外圍電路簡潔，可靠性高等優(yōu)點。主要由電源電路，單片機復位電路，單片機晶振電路，，ADC0832轉換電路，鉑電阻PT100及3位共陽數(shù)碼管組成系統(tǒng)，編寫了相應的軟件程序,使其實現(xiàn)溫度的實時顯示。

該系統(tǒng)的特點是：使用簡便；測量精確、穩(wěn)定、可靠；測量范圍大；使用對象廣。

目 錄

TOC \o "1-3" \h \z \u 1 設計要求

1.1任務要求

2 系統(tǒng)方案設計

2.1總系統(tǒng)方案

2.1.1電源系統(tǒng)

2.1.2溫度檢測與處理

2.1.3模數(shù)轉換

2.1.4溫度顯示

2.1.5信號放大部分

2.2系統(tǒng)方案圖

3 硬件設計

3.1溫度檢測模塊的設計

3.1.1PT100溫度傳感器簡介

3.1.2溫度檢測及信號處理電路

3.2模數(shù)轉換

3.2.1 ADC0809簡介

3.2.2模數(shù)轉換電路圖

3.3 3位共陽數(shù)碼管的顯示電路的設計

3.3.1 LED數(shù)碼管編碼

3.3.2 LED數(shù)碼管顯示方式選擇

4 軟件設計

4.1程序設計語言的選用

4.2軟件程序的設計

4.2.1總體程序流程

4.2.2溫度信號采集處理 h 2

5 系統(tǒng)調試

結 論

參考文獻

附錄A系統(tǒng)總電路圖

附錄B元件清單

附錄C系統(tǒng)源程序

1 設計要求

1.1任務要求

單片機實現(xiàn)測量溫度檢測范圍0~100 °C，分辨率1°C。

硬件要求；采用的溫度傳感器為PT100，單片機STC12C5A60S2

2 系統(tǒng)方案設計

2.1總系統(tǒng)方案

該設計由四部分組成：電源系統(tǒng)，溫度檢測與處理，模數(shù)轉換，溫度顯示。測溫的模擬電路是把當前PT100熱電阻傳感器的電阻值，轉換為容易測量的電壓值，經(jīng)過放大器放大信號后送給A/D轉換器把模擬電壓轉為數(shù)字信號后傳給單片機STC12C5A60S2，單片機再根據(jù)公式換算把測量得的溫度傳感器的電阻值轉換為溫度值，并將數(shù)據(jù)送出到數(shù)碼管進行顯示。另外，以實現(xiàn)溫度的實時監(jiān)控。包括溫度信號采集單元，時間信號采集單元，單片機數(shù)據(jù)處理單元，溫度顯示單元。其中溫度信號的數(shù)據(jù)采集單元部分包括溫度傳感器、溫度信號的獲取電路(采樣)、放大電路、A/D轉換電路。

2.1.1電源系統(tǒng)

電源為所有的電路供電，一個質量穩(wěn)定的電源在系統(tǒng)中起到至關重要的作用。按設計要求選擇了一個5V直流電源作為系統(tǒng)供電。

2.1.2溫度檢測與處理

根據(jù)導體電阻隨溫度而變化的規(guī)律來測量溫度的溫度計。最常用的電阻溫度計都采用金屬絲繞制成的感溫元件，主要有鉑電阻溫度計和銅電阻溫度計，在低溫下還有碳、鍺和銠鐵電阻溫度計。精密的鉑電阻溫度計是目前最精確的溫度計，溫度覆蓋范圍約為14～903K，其誤差可低到萬分之一攝氏度，它是能復現(xiàn)國際實用溫標的基準溫度計。我國還用一等和二等標準鉑電阻溫度計來傳遞溫標，用它作標準來檢定水銀溫度計和其他類型的溫度計。分為金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計，都是根據(jù)電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠，已廣泛應用。它的測量范圍為-260℃至600℃左右。

2.1.3模數(shù)轉換

模擬信號只有通過A/D轉化為數(shù)字信號后才能用軟件進行處理，這一切都是通過A/D轉換器(ADC)來實現(xiàn)的。與模數(shù)轉換相對應的是數(shù)模轉換，數(shù)模轉換是模數(shù)轉換的逆過程，接下來本文將主要介紹幾種模數(shù)轉換的方法以及模數(shù)轉換器的參數(shù)等。

2.1.4溫度顯示

當數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。如：顯示一個“2”字，那么應當是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(fā)光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過30mA。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負極的稱為共陰數(shù)碼管。常用LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。

圖2.1 系統(tǒng)方案圖

2.1.5信號放大部分

結合實際設計考慮，放大部

總結

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