開題信息

摘 要

根據要求設計一個基于STC12C5A60S2單片機處理,PT100為傳感器的溫度測量系統。

在本設計中，是以鉑電阻PT100作為溫度傳感器，采用恒流測溫的方法，通過單片機進行控制，以LM358作為信號放大，用ADC0832進行溫度信號轉換。利用3位共陽數碼管作為溫度顯示。采用了兩線制鉑電阻溫度測量電路，通過對電路的設計，減小了測量電路及PT100自身的誤差，使溫控精度在0℃～100℃范圍內分辨率為1℃。本設計簡單實用，具有外圍電路簡潔，可靠性高等優點。主要由電源電路，單片機復位電路，單片機晶振電路，，ADC0832轉換電路，鉑電阻PT100及3位共陽數碼管組成系統，編寫了相應的軟件程序,使其實現溫度的實時顯示。

該系統的特點是：使用簡便；測量精確、穩定、可靠；測量范圍大；使用對象廣。

目 錄

TOC \o "1-3" \h \z \u 1 設計要求

1.1任務要求

2 系統方案設計

2.1總系統方案

2.1.1電源系統

2.1.2溫度檢測與處理

2.1.3模數轉換

2.1.4溫度顯示

2.1.5信號放大部分

2.2系統方案圖

3 硬件設計

3.1溫度檢測模塊的設計

3.1.1PT100溫度傳感器簡介

3.1.2溫度檢測及信號處理電路

3.2模數轉換

3.2.1 ADC0809簡介

3.2.2模數轉換電路圖

3.3 3位共陽數碼管的顯示電路的設計

3.3.1 LED數碼管編碼

3.3.2 LED數碼管顯示方式選擇

4 軟件設計

4.1程序設計語言的選用

4.2軟件程序的設計

4.2.1總體程序流程

4.2.2溫度信號采集處理 h 2

5 系統調試

結 論

參考文獻

附錄A系統總電路圖

附錄B元件清單

附錄C系統源程序

1 設計要求

1.1任務要求

單片機實現測量溫度檢測范圍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STC12C5A60S2

2 系統方案設計

2.1總系統方案

該設計由四部分組成：電源系統，溫度檢測與處理，模數轉換，溫度顯示。測溫的模擬電路是把當前PT100熱電阻傳感器的電阻值，轉換為容易測量的電壓值，經過放大器放大信號后送給A/D轉換器把模擬電壓轉為數字信號后傳給單片機STC12C5A60S2，單片機再根據公式換算把測量得的溫度傳感器的電阻值轉換為溫度值，并將數據送出到數碼管進行顯示。另外，以實現溫度的實時監控。包括溫度信號采集單元，時間信號采集單元，單片機數據處理單元，溫度顯示單元。其中溫度信號的數據采集單元部分包括溫度傳感器、溫度信號的獲取電路(采樣)、放大電路、A/D轉換電路。

2.1.1電源系統

電源為所有的電路供電，一個質量穩定的電源在系統中起到至關重要的作用。按設計要求選擇了一個5V直流電源作為系統供電。

2.1.2溫度檢測與處理

根據導體電阻隨溫度而變化的規律來測量溫度的溫度計。最常用的電阻溫度計都采用金屬絲繞制成的感溫元件，主要有鉑電阻溫度計和銅電阻溫度計，在低溫下還有碳、鍺和銠鐵電阻溫度計。精密的鉑電阻溫度計是目前最精確的溫度計，溫度覆蓋范圍約為14～903K，其誤差可低到萬分之一攝氏度，它是能復現國際實用溫標的基準溫度計。我國還用一等和二等標準鉑電阻溫度計來傳遞溫標，用它作標準來檢定水銀溫度計和其他類型的溫度計。分為金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計，都是根據電阻值隨溫度的變化這一特性制成的。金屬溫度計主要有用鉑、金、銅、鎳等純金屬的及銠鐵、磷青銅合金的；半導體溫度計主要用碳、鍺等。電阻溫度計使用方便可靠，已廣泛應用。它的測量范圍為-260℃至600℃左右。

2.1.3模數轉換

模擬信號只有通過A/D轉化為數字信號后才能用軟件進行處理，這一切都是通過A/D轉換器(ADC)來實現的。與模數轉換相對應的是數模轉換，數模轉換是模數轉換的逆過程，接下來本文將主要介紹幾種模數轉換的方法以及模數轉換器的參數等。

2.1.4溫度顯示

當數碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。如：顯示一個“2”字，那么應當是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED數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。小尺寸數碼管的顯示筆畫常用一個發光二極管組成，而大尺寸的數碼管由二個或多個發光二極管組成，一般情況下，單個發光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過30mA。發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碼管，發光二極管的陰極連接到一起連接到電源負極的稱為共陰數碼管。常用LED數碼管顯示的數字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。

圖2.1 系統方案圖

2.1.5信號放大部分

結合實際設計考慮，放大部

總結

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