测控电路课程设计：温度测量控制系统

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1、- 1 - 温度测量控制系统温度测量控制系统 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迅速发展。 关键词：温度传感器；高精度；总线标准化；高可靠性；测温系统 Temperature measurement and control systems Abstract： Temperature measurement is the production of life often need to work, in the 21st century, t

2、he temperature sensor is headed in high precision, multi-function, bus, standardization, high reliability and safety, development virtual sensor and network sensor, research monolithic temperature measuring system and other high-tech direction develop rapidly. Key words：The temperature sensor; High

3、precision; Standardization of the bus; High reliability; Temperature measurement system 1 1 绪论绪论 1.11.1 指导思想指导思想 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。 1.21.2 基本设计内容及要求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 感器的电阻值转变为 05V 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。 1.31

4、.3 电路特点电路特点 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 电路设计电路设计 2.12.1 总体设计思想总体设计思想 - 2 - 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。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

5、 路复杂，但是不需要软件电路的支持。 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 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 为信号放大器件2。 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

6、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3。 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 控制电路 测量 电路 显示 电路 按键 - 3 - 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。 2.22.2 各主要电路及部件工作原理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，有下列明显的优 点：内部含有 Flas