課程設(shè)計(jì)-數(shù)字溫度計(jì)[文書(shū)特制]

1、 Harbin Institute of Technology課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）課程名稱： 課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 院 系：電信學(xué)院通信工程系 班 級(jí)： 0805103 設(shè) 計(jì) 者： 潘思邁 學(xué) 號(hào)： 1080510303 指導(dǎo)教師： 尹振東 設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年4月15日至2011年6月6日哈爾濱工業(yè)大學(xué)2011年4月15日星期五哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 姓 名：潘思邁 院 （系）：電信學(xué)院通信工程系 專 業(yè)：通信工程 班 號(hào)：0805103 任務(wù)起至日期： 2011年 4 月15 日至 2011 年 6月5日 課程設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：根據(jù)

2、給定主要功能要求和主要元器件，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的數(shù)字溫度計(jì)。(1) 自制穩(wěn)壓電源(2) 被測(cè)溫度的范圍在0至200C(3) 用4位數(shù)碼管顯示溫度值 工作量：1. 查找資料2. 設(shè)計(jì)論證方案3. 具體各個(gè)電路選擇、元器件選擇和數(shù)值計(jì)算4. 具體說(shuō)明各部分電路圖的工作原理5. 繪制電路原理圖6. 繪制印刷電路圖7. 元器件列表8. 編寫(xiě)調(diào)試操作9. 打印論文 工作計(jì)劃安排：1. 查找資料、設(shè)計(jì)論證方案具體各個(gè)電路選擇、元器件選擇和數(shù)值計(jì)算繪制電路原理圖一周2. 繪制印刷電路圖、元器件列表一周3. 編寫(xiě)調(diào)試操作、打印論文 一周 同組設(shè)計(jì)者及分工：每人一組單獨(dú)完成 指導(dǎo)教師簽字_ 2011年 4月13日

3、教研室主任意見(jiàn)： 教研室主任簽字_ 2011年4月13日 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)摘 要 ：本論文介紹了一種以單片機(jī)為主要控制器件，以鉑熱電阻Pt100為溫度傳感器的新型數(shù)字溫度計(jì)。主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括主控制器，測(cè)溫電路和顯示電路等，主控制器采用單片機(jī)80C52。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。此外，還介紹了系統(tǒng)的調(diào)試和性能分析。由于采用了鉑熱電阻Pt100作為檢測(cè)元件，與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，本數(shù)字溫度計(jì)減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。還可以在高溫報(bào)警、遠(yuǎn)距離多點(diǎn)測(cè)溫控制等方面進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)

4、，具有很好的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，主控制器，溫度傳感器，鉑熱電阻Pt100,單片機(jī)80C52，數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：根據(jù)給定主要功能要求和主要元器件，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的數(shù)字溫度計(jì)(1) 自制穩(wěn)壓電源(2) 被測(cè)溫度的范圍在0至200C(3) 用4位數(shù)碼管顯示溫度值一溫度傳感器的設(shè)計(jì)1.穩(wěn)壓源的設(shè)計(jì)恒流源電路的作用是提供一個(gè)不隨負(fù)載變化的電流，這樣才能使該電流I通過(guò)PT100后讓阻值變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，從而輸出變化的電壓信號(hào)。因此恒流源輸出電流的穩(wěn)定程度將直接決定溫度測(cè)量的精度，本設(shè)計(jì)中使用如圖2所示的恒流源，輸出電流為12mA。2. 鉑熱電阻Pt100鉑電阻是用很細(xì)

5、的鉑絲(0.030.07mm)繞在云母支架上制成，是國(guó)際公認(rèn)的高精度測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)傳感器。因?yàn)殂K電阻在氧化性介質(zhì)中，甚至高溫下其物理、化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定，因此它具有精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠的特點(diǎn)。因此鉑電阻在中溫(-200650)范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。目前市場(chǎng)上已有用金屬鉑制作成的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫?zé)犭娮?，如Pt100、Pt500、Pt1000等。它的電阻溫度關(guān)系的線性度非常好，如圖1所示是其電阻溫度關(guān)系曲線，在-200650溫度范圍內(nèi)線性度已經(jīng)非常接近直線。鉑電阻阻值與溫度的關(guān)系可以近似用下式表示：在0650范圍內(nèi)：Rt =R0 (1+At+Bt2)在-1900范圍內(nèi)：Rt =R0 (1+At+Bt2+C(

6、t-100)t3)式中A、B、C 為常數(shù)，A=3.9684710-3；B=-5.84710-7；C=-4.2210-12；二.模數(shù)轉(zhuǎn)換TLC0832是廣泛應(yīng)用的8位A/D轉(zhuǎn)換器。TLC0832是雙通道輸入，并且可以軟件配置成單端或差分輸入。串行輸出可以方便的和標(biāo)準(zhǔn)的移位寄存器及微處理器接口。參考電壓為5V，不需要進(jìn)行調(diào)零，使用非常方便，可以和任何型號(hào)的微處理器進(jìn)行連接使用，最小功耗為15mW,轉(zhuǎn)換時(shí)間為32us,最小誤差為1LSB。ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間。

7、芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32uS,具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變得更加方便。 芯片接口說(shuō)明： CS_ 片選使能，低電平芯片使能。 CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用。 CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用。 GND 芯片參考0 電位（地）。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。3 單片機(jī)與顯示部分 本模塊使用80C52單片機(jī)，位移位存儲(chǔ)總線寄存器CD4094和四位數(shù)碼管組成單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)三方面

8、的功能：管腳功能： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。四原理圖五PCB圖六.調(diào)試與問(wèn)題分析程序編寫(xiě)完成后對(duì)其編譯調(diào)試。設(shè)

9、計(jì)采用Keil C作為編譯環(huán)境。PT100的校正:這個(gè)可以利用溫度計(jì)和萬(wàn)用表就可以完成，利用溫度計(jì)實(shí)際測(cè)得的溫度值和利用萬(wàn)用表測(cè)得此時(shí)PT100的實(shí)際阻值，然后以此作為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行后面的設(shè)計(jì)。顯示電路的調(diào)試：使用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生特定的信號(hào)，然后再將其輸入到AD的模擬信號(hào)輸入端，觀察數(shù)碼管的顯示情況。7 元件清單元器件規(guī)格數(shù)量元器件規(guī)格數(shù)量電阻集成電路2K1CD409442K1AT89C5212002LM78051PT1001LTC08321電容數(shù)碼管2000u17SEGCOMA40.1u 1200u1CRYSTAL10.1u 1整流橋50p22W02G 1三極管BD1402TRAN-2P2S

10、1八.源程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int #define ulong unsigned long#define _rrca_() CY = ACC & 0x01 ;產(chǎn)生RRC A指令#define _rlca_() CY = ACC & 0x80 ;產(chǎn)生RLC A指令sbit bADcs=P14;sbit bADcl=P15;sbit bADda=P16;sbit flag=P17;sbit str=P27;sbit d=P26;sbit clk=P25;bit choose=0;unsigned ch

11、ar data1;unsigned char count;unsigned char cycle;uint ge,xiao1,xiao2;unsigned long data2;const uchar table117=0x81,0xed,0x43,0x49,0x2d,0x19,0x11,0xcd,0x01,0x09,0x71,0x31,0x93,0x61,0x13,0x17,0xff;const uchartable217=0x80,0xec,0x42,0x48,0x2c,0x18,0x10,0xcc,0x00,0x08,0x70,0x30,0x92,0x60,0x12,0x16,0xff;

12、uchar buffer4=0x00,0x00,0x00,0x00;void Delayus(uchar i) ;延時(shí) while(-i); void display(void)uchar bit_count=0;uchar table_counter=0;uchar byte_counter=0;uchar temp_i=0;buffer0=xiao2;buffer1=xiao1;buffer2=ge;buffer3=0x00;/led_str_off;/先清零str=0;/led_clk_off;clk=0;for(byte_counter=0;byte_counter0)if(temp_

13、i&0x80)=0)/led_d_off;d=0;else/led_d_on;d=1;temp_i=(temp_i 0; cycle- ) bADda = 1;/bADcl = 0;/pulse bADcl = 1; CY = bADda; _rlca_();/RRC A bADcl = 0;/pulse data1= ACC; for(cycle = 8; cycle 0; cycle- ) bADda = 1; bADcl = 1; CY = bADda; _rrca_();/RLC A bADcl = 0;/pulse /bADcl = 0;/pulse */void ad(void) uchar i; /data1=0; bADcs = 0;當(dāng)TLC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用. bADcl=0; bADda=1; bADcl=1; bADcl=0;/i down bADda=1; bADcl=1; bADcl=0;2 down bADda=0; bADcl=1; bADcl=0;3 down bADda=1; bADc