開題信息

摘 要

根據(jù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于STC12C5A60S2單片機(jī)處理,PT100為傳感器的溫度測(cè)量系統(tǒng)。

在本設(shè)計(jì)中，是以鉑電阻PT100作為溫度傳感器，采用恒流測(cè)溫的方法，通過單片機(jī)進(jìn)行控制，以LM358作為信號(hào)放大，用ADC0832進(jìn)行溫度信號(hào)轉(zhuǎn)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(cè)量電路，通過對(duì)電路的設(shè)計(jì)，減小了測(cè)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(shè)計(jì)簡單實(shí)用，具有外圍電路簡潔，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。主要由電源電路，單片機(jī)復(fù)位電路，單片機(jī)晶振電路，，ADC0832轉(zhuǎn)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(yīng)的軟件程序,使其實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)顯示。

該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：使用簡便；測(cè)量精確、穩(wěn)定、可靠；測(cè)量范圍大；使用對(duì)象廣。

目 錄

TOC \o "1-3" \h \z \u 1 設(shè)計(jì)要求

1.1任務(wù)要求

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1總系統(tǒng)方案

2.1.1電源系統(tǒng)

2.1.2溫度檢測(cè)與處理

2.1.3模數(shù)轉(zhuǎn)換

2.1.4溫度顯示

2.1.5信號(hào)放大部分

2.2系統(tǒng)方案圖

3 硬件設(shè)計(jì)

3.1溫度檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)

3.1.1PT100溫度傳感器簡介

3.1.2溫度檢測(cè)及信號(hào)處理電路

3.2模數(shù)轉(zhuǎn)換

3.2.1 ADC0809簡介

3.2.2模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖

3.3 3位共陽數(shù)碼管的顯示電路的設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)

4.1程序設(shè)計(jì)語言的選用

4.2軟件程序的設(shè)計(jì)

4.2.1總體程序流程

4.2.2溫度信號(hào)采集處理 h 2

5 系統(tǒng)調(diào)試

結(jié) 論

參考文獻(xiàn)

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(shè)計(jì)要求

1.1任務(wù)要求

單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)量溫度檢測(cè)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(jī)STC12C5A60S2

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1總系統(tǒng)方案

該設(shè)計(jì)由四部分組成：電源系統(tǒng)，溫度檢測(cè)與處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換，溫度顯示。測(cè)溫的模擬電路是把當(dāng)前PT100熱電阻傳感器的電阻值，轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量的電壓值，經(jīng)過放大器放大信號(hào)后送給A/D轉(zhuǎn)換器把模擬電壓轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)后傳給單片機(jī)STC12C5A60S2，單片機(jī)再根據(jù)公式換算把測(cè)量得的溫度傳感器的電阻值轉(zhuǎn)換為溫度值，并將數(shù)據(jù)送出到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。另外，以實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。包括溫度信號(hào)采集單元，時(shí)間信號(hào)采集單元，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理單元，溫度顯示單元。其中溫度信號(hào)的數(shù)據(jù)采集單元部分包括溫度傳感器、溫度信號(hào)的獲取電路(采樣)、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路。

2.1.1電源系統(tǒng)

電源為所有的電路供電，一個(gè)質(zhì)量穩(wěn)定的電源在系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。按設(shè)計(jì)要求選擇了一個(gè)5V直流電源作為系統(tǒng)供電。

2.1.2溫度檢測(cè)與處理

根據(jù)導(dǎo)體電阻隨溫度而變化的規(guī)律來測(cè)量溫度的溫度計(jì)。最常用的電阻溫度計(jì)都采用金屬絲繞制成的感溫元件，主要有鉑電阻溫度計(jì)和銅電阻溫度計(jì)，在低溫下還有碳、鍺和銠鐵電阻溫度計(jì)。精密的鉑電阻溫度計(jì)是目前最精確的溫度計(jì)，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(fù)現(xiàn)國際實(shí)用溫標(biāo)的基準(zhǔn)溫度計(jì)。我國還用一等和二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)來傳遞溫標(biāo)，用它作標(biāo)準(zhǔn)來檢定水銀溫度計(jì)和其他類型的溫度計(jì)。分為金屬電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體電阻溫度計(jì)，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(jì)主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導(dǎo)體溫度計(jì)主要用碳、鍺等。電阻溫度計(jì)使用方便可靠，已廣泛應(yīng)用。它的測(cè)量范圍為-260℃至600℃左右。

2.1.3模數(shù)轉(zhuǎn)換

模擬信號(hào)只有通過A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后才能用軟件進(jìn)行處理，這一切都是通過A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)來實(shí)現(xiàn)的。與模數(shù)轉(zhuǎn)換相對(duì)應(yīng)的是數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)模轉(zhuǎn)換是模數(shù)轉(zhuǎn)換的逆過程，接下來本文將主要介紹幾種模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參數(shù)等。

2.1.4溫度顯示

當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。如：顯示一個(gè)“2”字，那么應(yīng)當(dāng)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(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個(gè)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(fù)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(hào)放大部分

結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)考慮，放大部

總結(jié)

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