测控电路课程设计：基于单片机温度测量控制系统.docVIP

测控系统设计论文 题目： 温度测量控制系统 学生姓名： 刘涛 学 号： 0807250223 院 （系）： 自动化工程学院 专 业： 测控技术与仪器 2011 年4 月 目 录 1.摘要 3 1.1指导思想 3 1.2基本设计内容及要求 3 1.3电路特点 3 2.电路设计 3 2.1总体设计思想 3 2.1.1方案论证 3 2.1.2原理框图 3 2.1.3硬件设计思想 4 2.2各主要部件及电路工作原理 4 2.2.1单片机电路 4 2.2.1.1时钟显示 4 2.2.1.2复位电路 5 2.2.1.3程序流程图 6 2.2.1.4键盘流程图 7 2.2.2温度信号的获取与放大 7 2.2.2.1PT100温度传感器 7 2.2.2.2信号放大电路 9 2.2.2.3温度值计算过程 9 2.2.3模数转换单元电路 9 2.2.4按键电路 11 2.2.5显示电路 12 2.2.6电热杯控制电路 14 3.数据的处理 14 4.小结 15 5.设计体会及今后的改进意见 15 5.1体会 15 5.2改进意见 15 参考文献 16 附录：元器件清单 17 1摘要 温度的测量是生产生活中时常需要的工作，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。 Abstract:Temperature measurement is the production of life often need to work, in the 21st century, the temperature sensor is headed in high precision, multi-function, bus, standardization, high reliability and safety, development virtual sensor and network sensor, research monolithic temperature measuring system and other high-tech direction develop rapidly. 关键词：High precision, multi-function, bus, standardization, high reliability and safety 1.1指导思想 本课题以PT100热电阻为温度检测元件，设计了一个对单点温度实时检测的单片机温度检测系统。 1.2基本设计内容及要求 使用PT100温度传感器（电阻值随温度变化），设计传感器放大电路，将传感器的电阻值转变为0~5V电压信号，将温度值显示出来。再设计控制电路，控制一个300W电热杯温度，使其能够稳定在设定的温度值。 1.3电路特点 设计以测量显示部分电路为主，以单片机系统为核心，对单点的温度进行实时测量检测。并采用热电阻PT100作为温度传感器、op07作为信号放大器、ADC0809作为A/D转换部件，对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升，具有更高的性价比。 2电路设计 2.1总体设计思想 2.1.1方案论证 方案1：采用单片机测量并控制温度，测量电路采用电桥电路。此方案硬件电路简单，但是需设计复杂的软件电路。 方案2：采用模拟电路测量并控制温度，测量电路采用电桥电路。此方案电路复杂，但是不需要软件电路的支持。 采用方案1，此方案硬件电路简单，易于构成。虽然软件复杂，单片机程序易于获取，且可以用软件校正温度的测量，使测量结果更加精确。 2.1.2原理框图 2.1.3硬件设计思想 电路中单片机采用的是89C51，是我们书中常用的单片机型号。 在温度信号的获取与放大电路中，以PT100为温度传感器获取温度信号，以放大器op07为信号放大器件。 电热杯控制电路中，由于电热杯是使用220v的强电，故需要与单片机电路隔离，采用的是继电器控制电热杯。用7409驱动继电器，二极管作为继电器的保护电路。 显示电路中由于需要显示带小数点的4位数字，采用的是4个Bcd7段带小数点的共阴数码管显示测量值，用8255扩展单片机的输出端口。 键盘电路中采用的是三个独立式按键修改温度的恒定值,按键分别是加、减、功能键。按下功能键便可修改温度值，按功能键不同次数可以选择加减的幅值，再次按功能键确定。 A/D转换的好与坏直接关系到整个系统的精确度。由于本系统测量的是温度信号，响应时间长，滞后大，不要求快速转换，因此选用8位串型A