XX大学
《单片机原理及应用》课程设计说明书
学生XX：学号：
学院：机电工程学院
专业：电子信息工程技术
班级：10级电子一班
题目：8点温度巡回检测仪
指导教师：
2012 年6 月15 日
设计要求
1 温度传感器用AD590
2 显示用LED 4位动态显示器（-50℃～+125℃）
3 要求画出各部分程序的流程图，并写出程序清单
4 画出原理图
一. 根据设计题意，本设计系统方框图如下:
二.硬件设计
1.传感器AD590
AD590温度传感器是电流型温度传感器，通过对温度的测量可得到所需要的电流值。根据特性分挡，AD590的后缀以I，J，K，L，M表示。AD590L，AD590M
一般用于精密温度测量电路，它采用金属壳3脚封装，其中1脚为电源正端V ＋；2脚为电流输出端I0；3脚为管壳，一般不用。
1、流过器件的电流（A μ）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：K A 1T I T μ=式中：T I —— 流过器件（AD590）的电流，单位A μ。T ——热力学温度，单位K 。
2、 AD590的测温X 围-55℃～+150℃。
3、 AD590的电源电压X 围为4V-30V 。电源电压可在4V-6VX 围变化，电流
T I 变化1A μ，相当于温度变化1K 。AD590可以承受44V 正向电压和20V 反向电
压，因而器件反接也不会损坏。
4、输出电阻为710M Ω。
5、精度高。AD590共有I 、J 、K 、L 、M 五档，其中M 档精度最高，在-55℃～+150℃X 围内，非线形误差±0.3℃。
2.运算放大电路
放大电路图如图所示：
LM324是四运放集成电路。
AD590的输出电压I=(273+T)uA(T为摄氏温度)，因此测量的电压V为（273+T）uA*10K=2.73V+10TmV.为了将电压测量出来又必须输出电流I不分流，需使用电压跟随器，其输出电压V2等于输入电压V0；使用齐纳二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，其输出电压V1需调整至2.73V.
使其差动放大器其输出Vout为（100K/10K）*(V2-V1)=T/10，如果现在为摄氏25℃，输出电压为2.5V,输出电压接A/D转换器，那么A/D转换输出的数字量就和摄氏温度成线性关系。
输出电压Vout作为ADC0809模数转换的输入，ADC0809输出的数字量与单片机P0口相接。采用中断方式读取数据。
3. A/D转换器的选取
ADC0809是TI公司生产的8位逐次逼近式模数转
换器，包括一个8位的逼近型的ADC部分，并提供一
个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道
的设计提供了很大的方便。用它可直接将8个单端模拟
信号输入，分时进行A/D转换，在多点巡回监测、过程
控制等领域中使用非常广泛,所以本设计中选用该芯片
作为A/D转换电路的核心。ADC0809八位逐次逼近式
A/D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。
对于该八路通道输入信号，八位A/D转换器，其精度为
80.39%
2-=
输入为0~5V 时，分辨率为
8
50.019611
22Fs N
v ==-- 其中：
Fs
v
—A/D 转换器的满量程值
N —ADC 的二进制位数
量化误差为
8
50.0098(1)2
(1)2
22Fs
N
Q V
v
=
=
=-?-?
4. ADC0809与51单片机的接口
由于ADC0809无片内时钟，时钟信号有51单片机的ALE 信号经D 触发器二分频后获得。此外，由于ADC0809内部设有地址锁存器，所以通道地址由P0口的低3位直接与ADC0809的A B C 相连。通道基本地址为0000H~0007H 。 其对应关系如下表所示：
由于ADC0809无片内时钟，时钟信号时可由单片机的ALE 信号经D 触发器二分频后获得。ALE 引脚得脉冲频率是8051时钟频率的1/6.该题目中单片机时钟频率采用6MHz ，则ALE 输出的频率是1MHz ，二分频后为500Hz ，符合ADC0809对频率的要求。
由于ADC0809内部没有地址锁存器，所
以通道地址有P0口的低3位直接
与ADC0809的A,B,C相连。通道基本地址为
0000H~0007H。
控制信号：将P2.7作为片选信号，在启动
A/D转换时。由单片机的写信号和P2.7控制ADC的地址锁存和启动转换。由于ALE和START连在一起，因此ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换。
在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和P2.7引脚经或非门后，产生正脉冲作为OE信号用一打开三态输出锁存器。
ADC0809与51单片机的接口电路如图所示：
5.显示电路
智能仪器原理及应用题目一：智能温度检测仪 学生姓名 专业 学号 同组同学 指导教师 学院 二〇一六年十一月九号 2016-2017学年第一学期成绩：
一、设计要求 1.1、题目任务要求 选用温度传感器PT100，恒流源电路、放大电路、A/D转换电路和数码管，采用MCS-51 系列单片机实现温度信号的采集、处理和显示。 1.2、设计具体功能要求 1、三线制PT100及恒流源驱动电路设计； 2、放大和比较电路设计，实现-10°C~+100°C转换为0~+5V电压输 出； 3、ADC芯片的选取及和单片机接口设计； 4、多位数码管动态显示设计； 5、编写数据处理程序和标度变换程序。 二、设计题目介绍及分析 温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温传感器就会相应产生。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，达到测温的目的。 由于PT100热电阻的温度与阻值变化关系，人们便利用它的这一特性，发明并生产了PT100热电阻温度传感器。它是集温度湿度采集于一体的智能传感器。温度的采集范围可以在-200℃～+200℃，湿度采集范围是0%～100%。pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。此次我们利用MCS-51系列单片机结合温度传感器技术设计这一智能温度检测仪。实现-10°C~+100°C温度范围内的温度检测。
教你各类温度测试仪的正确使用方法！ 热电偶、无线炉温测试仪都是用来测量温度的仪器。使用它们，能够给我们的工作带来很大的便利。这种温度测试仪功率高、但是功耗低，使用寿命长；而且产品体积小，存储容量大，任何意外都不会丢掉数据。这就很好地解决了安全隐患问题。 虽然说这两种温度测试仪具有相同的用途，但是工作的原理是不一样的，产品结构不同，使用方法也是不同的。 那么，我们该如何正确使用它们呢？下面就分别来了解下吧。 一、热电偶的正确使用方法 众所周知，热电偶可以直接测量温度并把温度信号转换成热电动势信号，再转换成被测介质的温度。常作为测温元件用于跟踪仪中，所以跟踪仪热电偶的正确使用是非常重要，事关着温度曲线的变化情况。 在使用时最容易出现问题的地方就是热电偶了，热电偶是易耗品，但是可以进行维修的。掌握正确的使用方法势在必行，具体如下 一、跟踪仪热电偶在粘贴工件时一定得记住紧密贴合产品工件，不能让热电偶的焊点在里面晃动，特别是热电偶焊点当跟金属碰到一起的时候，容易产生瞬间电压，而导致测出来的温度曲线某个地方温度突然升得很高，这样又会引起分析软件Y轴坐标也跟着变得很高，那么整个曲线就会看起来很小了。 二、热电偶正确的接线方法是：红线接负极，黄线接正极，接的时候两股线一定要往上顶到公插头的三角处，防止裸露的部份短路 三、针对玻璃纤维的热电偶，在插拔时千万要记得用手捏住公插头往外拔，不要去拉线，这样容易造成保护套被拉松或拉出公插头，造成线芯裸露，而导致短路的现象。 四、使用时千万不要打结或折成90度以上，这样很容易造成内部的两根线芯断裂，断了之后你都不知道在哪里断的，那么这根热电偶就没用了，使用时要细心一点，不能野蛮施工。 在操作上要特别注意不要损坏热电偶，不然就会导致跟踪仪测量出来的温度曲线出现异常，影响产品的质量。 二、无线炉温测试仪的正确使用方法 温度测试仪可能你知道，但是大家对温度测试仪的操作方法知道多少，是不是只是照着说明书上面的看一看就开始操作起来了，而对于温度测试仪的操作要点仍然不了解多少。那么小编在这里就给大家详细介绍一下温度测试仪的具体操作方法。 1、首先将温度测试仪接通电源：断定“电压调理”旋钮已置“0”位，然后翻开电源开关。 2、设定“漏电流”值：按下开关“15”,调理“漏电流预置”电位器“14”将“漏电流”预置在所需值。 3、衔接被测件：依据被测件的需求，将测验线和被测件衔接好。 4、“守时测验”:将守时开关“17”置在“守时”方位，调理守时拨盘开关，设定所需的守时时刻，然后按下“发动”开关，并调理“电压调理”旋钮使输出电压至所需值。
《智能仪器》实验报告 实验项目温度测量 实验时间 同组同学 班级11111 学号1111111 姓名11111 2014年4月
实验二温度测量 一、实验目的 了解常用的集成温度传感器（AD590）基本原理、性能；掌握测温方法以及数据采集和线性标度变换程序的编程方法。 二、实验仪器 智能调节仪、PT100、AD590、温度源、温度传感器模块，传感器实验箱（一）；“SMP-201 8051模块”、“SMP-204 块块模块”、“SMP-101 8位A/D模块”、“SMP-401 块块块示模块”。三、实验原理 集成温度传感器AD590是把温敏器件、偏置电路、放大电路及线性化电路集成在同一芯片上的温度传感器。其特点是使用方便、外围电路简单、性能稳定可靠；不足的是测温范围较小、使用环境有一定的限制。AD590能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，在一定温度下，相当于一个恒流源，一般用于－50℃－＋150℃之间温度测量。温敏晶体管的集电极电流恒定时，晶体管的基极-发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管U b电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。本实验仪采用电流输出型集成温度传感器AD590，在一定温度下，相当于一个恒流源。因此不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰，具有很好的线性特性。AD590的灵敏度（标定系数）为1 A/K，只需要一种＋4V～＋30V电源（本实验仪用+5V），即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为传感器调理电路单元中R2=100Ω）即可实现电流到电压的转换，使用十分方便。电流输出型比电压输出型的测量精度更高。 在实验一的基础上进行电压测量、标定、线性变换，最后显示出对应温度。 图2-1 温度传感器模块原理图 四、实验内容与步骤 1．参考“附录实验PT100温度控制实验”，将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入集成温度传感器AD590。 2．将±15V直流稳压电源接至实验箱(一)上，温度传感器实验模块的输出Uo2接实验台
开封大学 《智能仪器原理及应用》 课程设计 学生姓名：王明霞 学号：2011061745 学院：电子电气工程学院 专业：应用电子技术 班级：（11）应电班 题目：智能型温度测量仪 指导教师：董卫军 职称：教师 截止日期：2013.11.25~2013.12.1
2013 年11月27 日 智能型温度测量仪 一、设计目的 智能仪器是一种典型的微处理器应用系统，它是计算机技术、现代测量技术和大规模集成电路相结合的产物，无论是在测量速度、精确度、灵敏度、自动化程度，还是在性价比等方面，都是传统仪器不可比拟的。通过对本次的课程设计来使同学们掌握如何去选择元器件来适应不同的电路的设计，从而对更多的元件功能及性能有更多的了解。更重要的是培养学生基于单片机应用系统的分析和设计能力和专业知识综合应用能力，同时提高学生分析问题和解决问题的能力以及实际动手能力，为日后工作奠定良好的基础。 二、设计任务和设计要求 ⑴．功能要求 ①．配合温度传感器，实现温度的测量； ②．具有开机自检、自动调零功能； ③．具有克服随机误差的数字滤波功能； ④. 使用220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能。 ⑵．主要技术指标 ①．测量温度范围：0～150℃ ②．测量误差：≤1% ⑥．显示方式：4位LED数码管显示被测温度值。 三、总体方案论证与选择 方案一：AD590传感器→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示 方案二:热电阻温度传感器→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示方案三：DS18B20→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示这三种方案的不同之处主要是传感器的不同：方案一中的传感器是一种已经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流。它的测温范围为-55℃～+150℃，
学号XX 电子系统综合设计 设计说明书 数字显示温度测量仪 起止日期：2012 年11月10 日至2012 年12月1 日 学生姓名XX 班级XX 成绩 指导教师(签字) 计算机与信息工程学院 2012年12月1日
目录 第一章设计方案 (1) 第二章数显温度测量仪的硬件设计 (2) 2.1 单片机控制模块 (2) 2.1.1 ATmega16简介 (2) 2.1.2 单片机接线 (2) 2.2 传感器检测和数据采集电路 (3) 2.2.1 PT100简介 (3) 2.2.2 数据采集电路 (3) 2.3 放大电路 (5) 2.4 数显模块 (5) 2.5 按键模块 (6) 2.6 超时报警模块 (7) 第三章数显温度测量仪软件设计 (8) 3.1 键盘扫描及上下限程序 (8) 3.2 读键值程序 (10) 3.3 A/D转换程序 (11) 3.4 超时报警程序 (11) 第四章设计总结及心得 (13)
第一章设计方案 这次课程设计的目的是设计数显温度测量仪。要求为：测温范围-50℃～150℃；采用八位单片机作为控制芯片；测温传感器采用PT100；对应温度范围要求变换为0～5V；用四位数码显示，显示精度0.1 ℃；要求可通过键盘设置参数如：温度上下限报警值；采用线性电源，AC220V±15%供电。 下面的设计是采用单片机控制来实现数显温度测量仪的设计，设计思路如图1所示： 图1 数显温度测量仪的单片机控制原理框图 本设计采用pt100热电阻作为温度采集的传感器，把采集到的温度直接送到atmega16单片机，经过atmega16单片机处理后送到显示器，显示器将显示采集的温度，最后将其显示在四位数码管上。加入键盘实现设定温度上下限和控制温度值。
智能仪器原理及应用 题目一：智能温度检测仪 学生姓名 _____________________________ 专业 _________________________ 学号 _________________________ 同组同学 _____________________________ 指导教师 _____________________________ 学院 _________________________ 二O—六年十一月九号 2016-2017学年第一学期成绩： 一、设计要求 仁仁题目任务要求 选用温度传感器PT100,恒流源电路、放大电路、A/D转换电路与数码管，采用MCS-51系列单片机实现温度信号得采集、处理与显示。 仁2、设计具体功能要求 1、三线制PT100及恒流源驰动电路设计； 2、放大与比较电路设计，实现T0° C>100° C转换为0~+5V电压输出; 3、ADC芯片得选取及与单片机接口设计； 4、多位数码管动态显示设计； 5、编写数据处理程序与标度变换程序。
二、设计题目介绍及分析 温度就是自然界中与人类打交道最多得物理参数之一，无论就是在生产实验场所，还就是在居住休闲场所，温度得采集或控制都十分频繁与重要，而且，网络化远程釆集温度并报警就是现代科技发展得一个必然趋势。由于温度不管就是从物理量本身还就是在实际人们得生活中都有着密切得关系，所以温传感器就会相应产生。传感器主要用于测量与控制系统，它得性能好坏直接影响系统得性能。温度传感器从使用得角度大致可分为接触式与非接触式两大类，前者就是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者就是使温度传感器与待测物体离开一定得距离，检测从待测物体放射出得红外线，达到测温得目得。 由于PT100热电阻得温度与阻值变化关系，人们便利用它得这一特性，发明并生产了PT100热电阻温度传感器。它就是集温度湿度采集于一体得智能传感器。温度得采集范围可以在-200°C?+200°C,湿度采集范围就是0%?100%o pt100温度传感器就是一种将温度变量转换为可传送得标准化输出信号得仪表。主要用于工业过程温度参数得测量与控制。带传感器得变送器通常由两部分组成：传感器与信号转换器。传感器主要就是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理与转换单元组成（由于工业用热电阻与热电偶分度表就是标准化得，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。此次我们利用MCS-51系列单片机结合温度传感器技术设计这一智能温度检测仪。实现T0° C>100° C温度范围内得温度检测。 三、设计方案论证 智能温度检测仪得设计，包括硬件与软件得设计。具体包括：三线制PT100 及恒流源驱动电路设计、放大与比较电路设计，实现T0° C~+100° C转换为0~+5V电压输出、ADC芯片得选取及与单片机接口设计、多位数码管动态显示设计、编写驱动程序、编写 数据处理程序与标度变换程序。在本设计中，就是以电阻PT100作为温度传感器，釆用恒流测温得方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D转换器进行温度信号得采集。 本设计系统主要包括温度信号采集单元、单片机数据处理单元、温度显示单元。系统得总结构框图如图3-1所示。 MCS-51单片机
温度测量仪表的分类 温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。 按工作原理分为膨胀式、电阻式、热电式，辐射式。 玻璃管温度计是根据液体热膨胀原理测温，双金属温度计是根据固体热膨胀原理测温，热电阻根据热阻效应原理测温，热电偶根据热电效应原理测温，辐射高温计根据热辐射原理测温。 一、热电偶 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： ①测量精度高、热惯性小。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。 ④输出信号为电信号，便于远传。 1．热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在 回路中形成一个电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工 S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 工业用热电偶的测温范围见下表： 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃，B偶不用补偿导线，用普通的屏蔽线。
第33卷第3期2015年 7月 沈阳师范大学学报(自然科学版) J ournal o f Shen y an g Normal Universit y(Natural Science Edition) Vol.33No.3 Jul.2015 文章编号:16735862(2015)03040904 智能温度检测系统的研究 张玉梅1,周腾蛟2,曲延华1,秦宏1 (1.沈阳工程学院自动化学院,沈阳 110136;2.沈阳师范大学教务处,沈阳 110034) 摘要:提出一种基于射频技术的无线温度检测系统,以智能温度传感器和C y cloneⅡ系列 芯片实验平台为基础,通过对控制系统的软件调试和硬件检测等多种操作方式,设计出最优的智 能温度检测系统三这种智能温度检测系统具有可自动调节二多点采集二传输距离远二精准度高二使 用便捷等特点三目前,对此系统的研究具有非常重要的理论意义和实践价值三因此,智能温度检 测系统应用越来越广泛,特别适用于蔬菜大棚二居室二办公室等室内场所三 关键词:温度采集;温度检测系统;智能控制;温度传感器 中图分类号:TM13文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.16735862.2015.03.020 0 引言 温度是表现物体冷热程度最直接的物理量,它与人们的日常生活二生产关系密不可分三随着温度监测技术的飞速发展,它已被广泛应用于工业生产二科学研究等领域中,在各种领域中,温度亦是非常重要的运行参数,能直接关系到生产的正常进行和安全保障三所以,温度的多点检测及控制技术在工业生产和日常生活中占据极其重要的地位,准确的智能温度检测及控制技术的研究亦越发成为现代温度控制系统发展的主流方向三特别是近年来,无线温度检测及基础控制已渐渐与人们的日常工作二生产生活密不可分,基于这样的前提,设计一个良好的温度检测控制智能系统具有一定的必要性三本文设计了硬件与软件想结合,通过采集检测电路二控制系统的比例因子来进行基础控制的无线测温系统,拟采用现场可编程门阵列二单片机等核心芯片来进行温度信号的检测和控制[1]三此程序简单二所需资源少,系统响应快,性能指标能达到很好的效果[2]三 1系统的整体思路 要开发出好的智能温度控制系统,首先要对整个系统进行总体设计,在设计中基于几个原则: 1)整体方案设计二局部细节完善三将所想设计的温度检测控制系统分为多个功能模块来进行设计三总的电路系统划分成多个功能独立二结构简单二互相之间又有电气关系联系的功能模块三分别加以实现,最后进行电气连接形成整合温控系统三 2)广范围适用二超高性价功能目的设计三设计电路适合于工用及普遍民用生活领域,结构简单,操作性强,比较容易实现,在达到性能指标精度的前提下,追求电路系统的超高性价比三 3)稳定性二可靠性实现三在软硬件支持的前提下,具有掉电保护功能,检测仿真研究中尽可能多模拟多组参数,提高参数的有效性三采用知名公司先进的芯片作为处理器三提高整个系统的稳定性二可靠性三 4)易实现性三考虑到应用的场合领域,尽量完善整个温度检测系统,使其操作简单,界面简单易懂,即使是家用,对于老人与小孩亦不需要像操作人员那样具备多精深的领域技术知识[36]三 收稿日期:20150510三 基金项目:辽宁省教育厅科学研究一般项目(LJ2013287);沈阳工程学院科技项目(LGYB1405)三 作者简介:张玉梅(1977),女,辽宁葫芦岛人,沈阳工程学院讲师,硕士三
现代仪器课程设计智能化温度仪器设计 Design of Intellecturalized Temperature Instrument 所在学院：机械工程学院 所在系所：测控技术与仪器系 专业班级：测控 学生姓名： 学生学号： 指导老师：
江苏大学测控技术与仪器系 2011-12-30 智能化温度仪器设计 Design of Intellecturalized Temperature Instrument 任务指标：实时测量现场温度，测温范围－20℃～50℃，测量精度±0.5℃，仪器采用便携式结构，能显示测量温度，并有非线性补偿与滤波功能。 摘要：本次课程设计采用铂电阻PT100作为传感器测量外界温度。将铂电阻接入电桥测量现场温度，再经差动放大电路放大成0～5V的电压信号。然后通过ADC0809将采集到的模拟信号转变数字信号，再将数字信号送入AT89C52单片机通过编程实现非线性补偿与滤波功能，最后经LED显示器显示测量温度。 关键字：铂电阻，温度测量，实时显示。 Abstract: This course is designed with a PT100 platinum resistance temperature sensor outside. Access to bridge the platinum resistance temperature measurement site, and then zoom through the differential amplifier circuit into a voltage signal 0 ~ 5V. Then will be collected ADC0809 analog signals into digital signals and then digital signal into the AT89C52 microcontroller programmed to non-linear compensation and filtering, and finally through the LED display shows the temperature measurement. Keywords: platinum resistance, temperature measurement, real-time display.
常用温度测量仪表分类文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
温度测量仪表的分类 温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。 按工作原理分为膨胀式、电阻式、热电式，辐射式。 玻璃管温度计是根据液体热膨胀原理测温，双金属温度计是根据固体热膨胀原理测温，热电阻根据热阻效应原理测温，热电偶根据热电效应原理测温，辐射高温计根据热辐射原理测温。 一、热电偶 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： ①测量精度高、热惯性小。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。 ④输出信号为电信号，便于远传。 1．热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A 和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 工业用热电偶的测温范围见下表： 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃，B偶不用补偿导线，用普通的屏蔽线。 2、热电偶的结构 一般由热电极、绝缘套管、保护管、接线盒组成。普通型热电偶按其安装时的固定形式可分为固定螺纹连接、固定法兰连接、活动法兰连接无固定装置等多种形式。 热电极：一般金属Φ~，昂贵金属Φ~，长度与被测物质有关，一般为 300~2000mm，通常在350mm左右； 绝缘管：隔离热电偶与被测物，一般在室温下要5MΩ左右； 保护套管：避免受被测介质的化学腐蚀和机械损伤； 接线盒：固定接线座，连接补偿导线。 3、非标准型热电偶 ①铠装热电偶 铠装热电偶将热电偶丝用无机物绝缘及金属套管封装，压实成可挠的坚实组合体，惯性小，挠性、机械强度及耐压性能好，结构坚实可耐强烈的振动和冲击，可用于快速测温或热熔量很小的物体的测温部位，还可用于高压设备测温。 ②钨铼系热电偶
智 能 温 度 测 量 仪 课 程 设 计 报 告 专业：电气工程及其自动化 班级：10级电气1班 姓名：柴冬 学号：14894029 Pt100温度传感器 温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，达到测温的目的。在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器，将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。 热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等。近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，
这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃,一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要。 热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等，各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。 非接触式温度传感器主要是被测物体通过热辐射能量来反映物体温度的高低，这种测温方法可避免与高温被测体接触，测温不破坏温度场，测温范围宽，精度高，反应速度快，既可测近距离小目标的温度，又可测远距离大面积目标的温度。目前运用受限的主要原因一是价格相对较贵，二是非接触式温度传感器的输出同样存在非线性的问题，而且其输出受与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。 本设计的要求是采用“PT100”热电阻，测温范围是-200~+600℃，精度0.5%，具体的型号选为WZP型铂电阻。 AT89C51单片机 AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 LCD显示器 液晶显示器是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。和CRT 显示器相比，LCD的优点是很明显的。由于通过控制是否透光来控制亮和暗，当色彩不变时，液晶也保持不变，这样就无须考虑刷新率的问题。对于画面稳定、无闪烁感的液晶显示器，刷新率不高但图像也很稳定。LCD显示器还通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光，所以它做到了真正的完全平面。
智能温度检测仪软件设计资料 温度是表征物体冷却程度的物理量，也是最基本的环境参数。在农工业生产及日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着及其重要的地位。目前，典型的温度测控系统由模拟式温度传感器、A/D转换电路和单片机造成。由于模拟式温度传感器输出的模拟信号必须经过A/D转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，因而使得硬件电路结构复杂，成本较高。而以DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体，直接输出数字量与单片机接口电路结构简单，广泛应用于距离远、节点分布多得场合，具有较强的推广应用价值。 一．系统原理及原理图 1.系统原理 该数字温度检测系统由三部分组成：温度检测、显示控制、温度显示。 （1）温度检测 该模块由DS18B20负责对测试点的温度进行测量，单片机89C52对DS18B20进行控制。由于DS18B20只有一根数据线，所以系统中的数据交换，控制都由这根线来完成，只需将DS18B20挂接到单片机的一个数据接口就可以直接使用。 （2）显示控制 由于DS18B20是通过单总线方式与单片机进行通讯的，所以对程序的编写要求较高。主要的程序流程是这样的：首先由单片机发出对DS18B20进行初始化的信号，在DS18B20初始化成功后，发送指令CC跳过读序列号的操作，接着发送指令44启动温度转换，此时在对DS18B20进行初始化，在发送指令CC跳过读序列号操作，最后发送指令BE读暂存存储器。 至此完成一个周期，当前温度值所对应的二进制编码已经被保存在DS18B20的ROM上，然后只需将ROM上的温度值读取出来，然后转换成相应的十进制，就可以拿来做最后面的运算和显示了。 （3）温度显示 这部分模块由思维八段共阳极的数码管组成，段选部分直接与单片机相连。 2.全数字温度采集系统总体电路结构框图 图1.1 全数字温度采集系统总体电路结构框图 二、单片机的选择 1 STC89C52的选择 在众多的“MCS-51系列单片机”生产的公司中，ATMEL公司生产的STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL最
. 智能仪器原理及应用 题目一：智能温度检测仪 学生姓名 专业号学 组同学同 师导指教 学院 二〇一六年十一月九号
2016-2017学年第一学期成绩： . . 一、设计要求 1.1、题目任务要求 选用温度传感器PT100，恒流源电路、放大电路、A/D转换电路和数码管，采用MCS-51 系列单片机实现温度信号的采集、处理和显示。 1.2、设计具体功能要求 1、三线制PT100及恒流源驱动电路设计； 2、放大和比较电路设计，实现-10°C~+100°C转换为0~+5V电压输出； 3、ADC芯片的选取及和单片机接口设计； 4、多位数码管动态显示设计； 5、编写数据处理程序和标度变换程序。 二、设计题目介绍及分析 温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温传感器就会相应产生。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，达到测温的目的。 由于PT100热电阻的温度与阻值变化关系，人们便利用它的这一特性，发明并生产了PT100热电阻温度传感器。它是集温度湿度采集于一体的智能传感器。温度的采集范围可以在-200℃～+200℃，湿度采集范围是0%～100%。pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具
常用温度测量仪表分类文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
温度测量仪表的分类 温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大。 按工作原理分为膨胀式、电阻式、热电式，辐射式。 玻璃管温度计是根据液体热膨胀原理测温，双金属温度计是根据固体热膨胀原理测温，热电阻根据热阻效应原理测温，热电偶根据热电效应原理测温，辐射高温计根据热辐射原理测温。 一、热电偶 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： ①测量精度高、热惯性小。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。 ④输出信号为电信号，便于远传。 1．热电偶测温基本原理
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A 和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 工业用热电偶的测温范围见下表： 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃，B偶不用补偿导线，用普通的屏蔽线。 2、热电偶的结构 一般由热电极、绝缘套管、保护管、接线盒组成。普通型热电偶按其安装时的固定形式可分为固定螺纹连接、固定法兰连接、活动法兰连接无固定装置等多种形式。 热电极：一般金属Φ~，昂贵金属Φ~，长度与被测物质有关，一般为 300~2000mm，通常在350mm左右； 绝缘管：隔离热电偶与被测物，一般在室温下要5MΩ左右； 保护套管：避免受被测介质的化学腐蚀和机械损伤； 接线盒：固定接线座，连接补偿导线。 3、非标准型热电偶 ①铠装热电偶 铠装热电偶将热电偶丝用无机物绝缘及金属套管封装，压实成可挠的坚实组合体，惯性小，挠性、机械强度及耐压性能好，结构坚实可耐强烈的振动和冲击，可用于快速测温或热熔量很小的物体的测温部位，还可用于高压设备测温。 ②钨铼系热电偶
《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化温度测量仪设计 学生：
专业：测控技术与仪器 班级学号： 指导教师：吕江涛 设计时间：2012.6.17-2012.6.29 东北大学秦皇岛分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计任务书 专业测控技术与仪器班级姓名 设计题目：智能化温度测量仪设计 一、设计实验条件 过程控制系统实验室实验系统 二、设计任务 1、温度传感器采用AD590，单片机为核心温度控制系统。系统主要由温度传感器，单片机控制系统、锅炉温度对象、执行器（查找资料自己选择）等组成. 2、写出温度测量过程，绘制温度测量仪组成框图 3、（1）系统硬件电路设计 单片机采用89S52；共阴极数码管，A/D采用ADL7315。 （2）编制温度测量程序：软件采用模块化程序结构设计,由温度采集程序、
温度校准程序与测量程序三部分组成。 三、设计说明书的内容 1、设计题目与设计任务（设计任务书） 2、前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语 四、设计时间与设计时间安排 1、设计时间：2周 2、设计时间安排： 熟悉实验设备、实验、收集资料：4天 设计计算、绘制技术图纸：4天 编写课程设计说明书：5天 答辩：1天 目录 一概述 (4) 1 引言 (4) 2 设计要求 (5) 3工作原理 (5) 4方案设计 (6) 二系统硬件设
计 (7) 1 单片机控制模块 (7) 2 AD590温度采集模块 (8) 3 A/D转换模块 (10) 4 键盘扫描模块………………………………………… 5 报警电路……………………………………………… 6 温度控制器件电路…………………………………… 7 接口通信电路………………………………………… 8 电源输入部分………………………………………… 三程序设计……………………………………………….. 1 程序结构分析………………………………………… 2 程序流程图…………………………………………… 四结束语………………………………………………………………………………….. 五参考文
南京工程学院 通信工程学院 课程设计说明书(论文) 题目数字式环境温度测试仪 课程名称单片机原理及应用B 专业通信工程 班级 学生姓名 学号 设计地点 指导教师 设计起止时间：年月日至年月日
目录 第一章绪 论…………………………………………………… (1) 1.1课程设计作者 (1) 1.1课程设计目的 (1) 1.2课程设计内容与要求 (1) 第二章数字温度计的设计方案 (2) 2.1 系统的控制特点 (2) 2.2 系统实现的原理 (2)
2.3 系统实现功能 (3) 2.4 系统软件功能框图（见附图） (21) 2.4 系统结构框图（见附图） (22) 第三章数字温度计的硬件设计 (4) 3.1 元件选取 (4) 3.2 总体设计框图（见附图） (23) 第四章数字温度计的软件设计 (12) 4.1测温程序 (12) 4.2温度转换程序 (12) 4.3 显示器程序 (13) 4.4 键盘程序 (14) 4.5 报警程序 (14) 4.6主程序 (16) 第五章调试及性能分析 (18) 第六章总结与体会 (19) 参考文献 (20) 附录 (21)
第一章绪论 1.1课程设计作者 1.2课程设计目的 本课程设计是在《单片机原理及应用B》课程主要内容学习之后，通过一个单片机应用系统的设计和调试，训练我们综合运用本课程知识，独立解决工程实际问题的能力；使我们加深对单片机结构、工作原理的理解，提高我们综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和单片机应用系统的设计技能；同时培养我们查阅科技资料和撰写科技报告的能力。 1.3课程设计内容与要求 1、基本内容：在nKDE51单片机实验教学系统上，利用DS18B20数字温度传感器连续测试环境温度，对测试数据进行处理计算，在RT-1602字符点阵LCD上实时显示环境温度值； 2、附加内容：实现环境温度越限告警功能。 通过按键实现一系列功能。
智 能 仪 器 课 程 设 计 题目：智能温度测量仪的设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
目录 课程设计的目的 (3) 设计任务及要求 (3) 总体方案论证与选择 (3) 总体方案论证与选择 (4) 各模块的方案设计 (5) 附录 (6) 总结 (14) 参考文献 (15)
智能型温度测量仪的设计 一、课程设计的目的 通过本课程设计，使我们掌握智能仪器的一般设计方法，熟悉系统硬件和软件的一般开发环境和开发流程，为设计和开发智能仪器打下坚实的基础。 二、设计任务及要求 设计功能要求： 1.智能型温度测量仪的设计 ⑴．功能要求 ①．配合温度传感器，实现温度的测量； ②．具有开机自检、自动调零功能； ③．具有克服随机误差的数字滤波功能； ④. 使用220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能。 ⑵．主要技术指标 ①．测量温度范围：-50～150℃ ②．测量误差：≤1% ⑥．显示方式：4位LED数码管显示被测温度值。 三、总体方案论证与选择 将集成温度传感器AD590（0℃时为0.2732mA）因温度变化，导致电流变化（0.001mA/℃），经OPA转换为电压变化输入ADC0804，输入电压Vin（0～5V之间）经过A/D转换之后，其值由8751处理，
最后将其显示在D4，D3，D2，D1共四个七段显示器。其中包含了时钟显示电路。该温度测量仪可以实现温度的测量，数据的显示、储存以及日历时间的显示。 从功能要求看，系统功能并不复杂，52系列即8051单片机完全可以胜任主机的角色。 从测温范围看，电流型两线制集成温度传感器AD590可满足设计要求。 从测量误差看，普通运放和10位以上的A/D转换器可以满足精度要求。 方案1 集成电路温度传感器→测量放大电路→AD转换器→单片机→DA 转换器→放大器→输出 方案2 热电阻传感器→电压放大电路→AD转换器→单片机→DA 转换器→滤波器→输出 以上两个方案的主要区别是选用的传感器不同，两种传感器都具有测量精度较高的特点。热电阻传感器测温范围更宽，但需要非线性校正；集成电路温度传感器测温范围较窄，但线性很好，不需要非线性校正，软、硬件设计较简单。 四、系统总体原理框图
智能温度测量仪课程设计
Pt100温度传感器 温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，达到测温的目的。在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器，将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。 热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等。近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃,一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要。 热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等，各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。 非接触式温度传感器主要是被测物体通过热辐射能量来反映物体温度的高低，这种测温方法可避免与高温被测体接触，测温不破坏温度场，测温范围宽，精度高，反应速度快，既可测近距离小目标的温度，又可测远距离大面积目标的温度。目前运用受限的主要原因一是价格相对较贵，二是非接触式温度传感器的输出同样存在非线性的问题，而且其输出受与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。 本设计的要求是采用“PT100”热电阻，测温范围是-200~+600℃，精度0.5%，具体的型号选为WZP型铂电阻。 AT89C51单片机