测控电路课程设计：温度测量控制系统

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1、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-18-目录1.摘要31.1指导思想31.2基本设计内容及要求31.3电路特点32.电路设计32.1总体设计思想32.1.1方案论证32.1.2原理框图32.1.3硬件设计思想42.2各主要部件及电路工作原理42.2.1单片机电路42.2.1.1时钟显示42.2.1.2复位电路52.2.1.3程序流程图62.2.1.4键盘流程图72.2.2温度信号的获取与放大72.

2、2.2.1PT100温度传感器72.2.2.2信号放大电路92.2.2.3温度值计算过程92.2.3模数转换单元电路92.2.4按键电路112.2.5显示电路122.2.6电热杯控制电路143.数据的处理144.小结155.设计体会及今后的改进意见155.1体会155.2改进意见15参考文献16附录：元器件清单17-18-1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

3、迅速发展。Abstract:Temperaturemeasurementistheproductionoflifeoftenneedtowork,inthe21stcentury,thetemperaturesensorisheadedinhighprecision,multi-function,bus,standardization,highreliabilityandsafety,developmentvirtualsensorandnetworksensor,researchmonolithi

4、ctemperaturemeasuringsystemandotherhigh-techdirectiondeveloprapidly.关键词：Highprecision,multi-function,bus,standardization,highreliabilityandsafety1.1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

5、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

6、。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。-18-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原理框图按键显示电路控制电路测量电路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

7、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

8、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/D转换器ADC0809便能能达到设计的基本要求。为进一步提高精度，可以直接采用12位A/D转换器，也可以采用过采样和求均值技术来提高测量分辨率。因为8位ADC0809其性价比更高，更重要的是我在课本上学的就是ADC0809，对它更加熟悉，所以本次设计我选用了ADC0809作为模数转换器。2.2各主要电路及部件工作原理2.2.1单片机电路单片机采用89C51。AT89系列单片机对于一般用户来说，有下列明显的