基于PT100的温度测量系统设计毕业论文

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1、摘 要 根据要求设计一个基于STC12C5A60S2单片机处理,PT100为传感器的温度 测量系统。 在本设计中，是以铂电阻 PT100 作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通 过单片机进行控制，以 LM358 作为信号放大，用 ADC0832 进行温度信号转换。利 用 3 位共阳数码管作为温度显示。采用了两线制铂电阻温度测量电路，通过对电 路的设计，减小了测量电路及 PT100 自身的误差，使温控精度在 0100范 围内分辨率为 1。本设计简单实用，具有外围电路简洁，可靠性高等优点。主 要由电源电路，单片机复位电路，单片机晶振电路， ，ADC0832 转换电路，铂电 阻 PT100 及 3

2、位共阳数码管组成系统，编写了相应的软件程序,使其实现温度的 实时显示。 该系统的特点是：使用简便；测量精确、稳定、可靠；测量范围大；使用对 象广。 目 录 1 设计要求 1.1 任务要求 2 系统方案设计 2.1 总系统方案 2.1.1 电源系统 2.1.2 温度检测与处理 2.1.3 模数转换 2.1.4 温度显示 2.1.5 信号放大部分 2.2 系统方案图 3 硬件设计 3.1 温度检测模块的设计 3.1.1PT100 温度传感器简介 3.1.2 温度检测及信号处理电路 3.2 模数转换 3.2.1 ADC0809 简介 3.2.2 模数转换电路图 3.3 3 位共阳数码管的显示电路的设

3、计 3.3.1 LED 数码管编码 3.3.2 LED 数码管显示方式选择 4 软件设计 4.1 程序设计语言的选用 4.2 软件程序的设计 4.2.1 总体程序流程 4.2.2 温度信号采集处理 11 5 系统调试 结 论 参考文献 附录 A 系统总电路图 附录 B 元件清单 附录 C 系统源程序 1 设计要求 1.1 任务要求 单片机实现测量温度检测范围 0100 C，分辨率 1C。 硬件要求；采用的温度传感器为 PT100，单片机 STC12C5A60S2 2 系统方案设计 2.1 总系统方案 该设计由四部分组成：电源系统，温度检测与处理，模数转换，温度显示。 测温的模拟电路是把当前 P

4、T100 热电阻传感器的电阻值， 转换为容易测量的电压 值， 经过放大器放大信号后送给 A/D 转换器把模拟电压转为数字信号后传给单片 机 STC12C5A60S2，单片机再根据公式换算把测量得的温度传感器的电阻值转换 为温度值，并将数据送出到数码管进行显示。另外，以实现温度的实时监控。包 括温度信号采集单元， 时间信号采集单元， 单片机数据处理单元， 温度显示单元。 其中温度信号的数据采集单元部分包括温度传感器、 温度信号的获取电路 （采样） 、 放大电路、A/D 转换电路。 2.1.1 电源系统 电源为所有的电路供电， 一个质量稳定的电源在系统中起到至关重要的作用。 按设计要求选择了一个

5、5V 直流电源作为系统供电。 2.1.2 温度检测与处理 根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。 最常用的电阻温度 计都采用金属丝绕制成的感温元件，主要有铂电阻温度计和铜电阻温度计，在低 温下还有碳、 锗和铑铁电阻温度计。 精密的铂电阻温度计是目前最精确的温度计， 温度覆盖范围约为 14903K，其误差可低到万分之一摄氏度，它是能复现国际 实用温标的基准温度计。我国还用一等和二等标准铂电阻温度计来传递温标，用 它作标准来检定水银温度计和其他类型的温度计。 分为金属电阻温度计和半导体 电阻温度计，都是根据电阻值随温度的变化这一特性制成的。金属温度计主要有 用铂、金、铜、镍等纯金属的及

6、铑铁、磷青铜合金的；半导体温度计主要用碳、 锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用。它的测量范围为-260至 600 左右。 2.1.3 模数转换 模拟信号只有通过 A/D 转化为数字信号后才能用软件进行处理， 这一切都是 通过 A/D 转换器（ADC）来实现的。与模数转换相对应的是数模转换，数模转换 是模数转换的逆过程， 接下来本文将主要介绍几种模数转换的方法以及模数转换 器的参数等。 2.1.4 温度显示 当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看 到的字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是 a 亮 b 亮 g 亮 e 亮 d 亮 f 不亮 c 不亮 dp 不亮。LED 数码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。小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码 管由二个或多个发光二极管组成， 一般情况下， 单个发光二极管的管压降为 1.8V 左右，电流不超过 30mA。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为 共阳数码管，发光二极管的