智能仪表课程设计

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1、课程名称：智能仪器设计课程设计实验项目：_设计智能仪表______专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012年1月12日16目录一、设计目的及要求....................................3二、设计思路..........................................3三、硬件电路原理图与设计..............................33.1智能仪表基本模块硬件电路..........................................33.2智能仪表基本模块的功能.......................

2、.....................8四、测温模块设计......................................94.1热电偶............................................................94.2热电偶信号调理电路...............................................10五、驱动双向晶闸管设计................................10六、软件设计..........................................116.1主程序

3、...........................................................116.2子程序...........................................................12七、总结.............................................1616一、设计目的及要求实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配B型（铂铑30）热电偶，测温范围为400℃~12

4、00℃。采用位式（两位、三位，具有滞环）控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。二、设计思路通过B型（铂铑30）热电偶测量的答题思路为三、硬件电路原理图与设计3.1智能仪表基本模块硬件电路智能仪表基本模块由单片机、输入按钮、硬件显示和通信接口组成原理图：16(1)最小系统板电路16(2)电源电路16(3)按键电路(4)扬声器电路（5）数码管电路16(6)信号调理电路16(7)功率驱动电路(8)LED电路3.2智能仪表基本模块的功能：（1）具有两排8个是数码管显示，分别显示测量值与设定值，数码管由74HC595驱动，因此只需要3个单片机引脚，可以用SPI接口引脚

5、：PB4、PB5（MOSI）和PB7（SCK），或是采用I/O引脚搭配时序的方法驱动。（2）具有4个按钮：功能选择按钮、数码管选择按钮、数字加按钮、数字减按钮。按钮直接连在单片机引脚，低电平有效。（3）具有4个LED灯，用于显示状态，直接连到单片机引脚，低电平有效。智能仪表的外形：16其中上排数码管显示测量值，下排数码管显示设定值，4个按钮用三个，右上侧有4个发光二极管。四、测温模块设计4.1热电偶B型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长，测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。B型

6、热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿，因为在0~50℃范围内热电势小于3μV。B型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏度低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大。两种不同成分的导体两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势成为热电势，也称为热电动势，热电偶就是利用这种原理进行温度测量的。其中，直接用做测量介质温度的一端叫作工作端（称为测量端），另一端叫做冷端（称为补偿端）。冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会显示出热电偶所产生的热电势。热电偶将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，

7、对于热电偶的热电势，应注意以下问题：（1）热电偶所产生的热电势大小，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成分和两端的温差有关（2）当热电偶的两个热电偶丝材料成分确定后，热电偶电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，则热电势仅是工作端温度的单值函数本设计要求的B型（铂铑30）热电偶测温范围如下表热电偶分类热电偶电极材料温度范围（︒C）热电动势（mV）/温度（︒C）正极负极B铂铑30铂铑60—1