《基于单片机的温度测量装置设计》.doc

汕头职业技术学院教师教案 授课题目 实验十五 基于单片机的温度测量装置设计 授课形式 课堂理论 授课时间 2013/12/23 节数 2 章节 综合 授课者 余阿陵 授课系、班级 应用电子1101、1102 教学条件 嵌入式控制系统应用设计（章亚明，北京邮电大学出版社）教材，配有多媒体的单片机实验室、测控电子教案。 教学目标 熟悉PROTEUS ISIS中，热电偶传感器工作原理；熟悉串行SPI总线AD转换器ADC0831的工作原理；掌握测控技术中线性化标度变换的程序实现方法。 教学重点、难点 重点：热电偶传感器工作原理；串行SPI总线AD转换器ADC0831的工作原理；测控技术中线性化标度变换的程序实现方法。 难点：热电偶传感器工作原理；串行SPI总线AD转换器ADC0831的工作原理；测控技术中线性化标度变换的程序实现方法。 教学过程要点 热电偶温度测量原理： 热电偶是，由两段不同的金属/合金线构成，一段用作正端，另一段用作负端。 (1.2) 该式是线性化标度变换的通用公式。（1.2）式中： A0：一次测量仪表的下限； AM：一次测量仪表的上限； AX：实际测量值（工程量）； N0：仪表下限所对应的数字量； NM：仪表上限所对应的数字量； NX：测量时所对应的数字量。 其中，AM、A0、NM、N0对于某一固定的被测参数来说都是常数，不同的参数有着不同的值。为了使程序设计简单，一般把一次测量仪表的下限A0所对应的A/D转换值置为0，即N0=0，若取A0=0，这样上式可简化成： (1.3) 在PROTEUS ISIS中：热电偶的电路符号如右图所示。 图中操作＋、－按键，我们发现： 将温度设为0℃时，对应＋－端输出：0.003mV 将温度设为120℃时，对应＋－端为：5.000mV （本设计将所测温度范围设定为0℃~120℃），若将上述电压值放大1000倍，对应温度每变化1℃，电压值变化：41.7mV。 串行SPI总线AD转换器ADC0831的工作原理： ADC0832具有以下特点： 8位分辨率，串行SPI总线输入控制信号，输出AD转换结果； 双通道A/D转换；. 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容； 5V电压供电时输入电压在0～5V之间； 工作频率位250KHZ,转换时间为32us； 一般功耗仅为15mW； 8P-DIP(双列直插)。 ADC0832由于它体积小，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。本次设计采用它来实现模数转换功能，它能将变送器传送到的模拟信号转换为可让接收的数字信号，以方便后续工作的进行。该芯片的引脚如图所示 片选使能，低电平芯片使能模拟输入通道IN使用 模拟输入通道IN使用GND 芯片参考0 电位DO 数据信号输出，转换数据输出CLK 芯片时钟输入VREF 参考电压输入当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当