多点温度采集系统设计

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1、目录1luW2总体方案设计22.1设计要求2系统方案论证2方案一2方案二22.2.3方案选择33单元模块设计43.1各单元模块功能介绍及电路设计43.1.1温度传感器模块4A/D转换模块53.1.3单片机模块63.1.4显示模块93.2各单元模块的联接94软件设计104.1软件设计相关软件104.2程序结构104.3程序流程图H5系统仿真与调试126系统功能及指标参数13系统功能13指标参数13指标参数分析137总结148雜159参考文献16附录1整体电路原理图17附录2程序代码181前言温度控制系统广泛应用于社会生活的各

2、个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等，常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，在工业企业中，如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大，滞后现象严重，存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型，从而导致控制系统性能不佳，其至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁，可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式，但P1D控制对象的模型难以建立，并且当扰动因素不明确时，参数调整不便仍是普遍存在

3、的问题。在进行温度采集时，许多地方需要对多点温度进行采集以取其平均值来衡量其温度，在失效要求不是很高的情况，可以选择共用的A/D转换器来进行转换，对转换结果进行显示，以便进行下一步的控制操作。2总体方案设计2.1设计要求本设计为多点温度采集系统，其主要功能和指标如下：1、由计算机、温度传感器及其相应的硬件组成设计出一个8路温度采集系统。2、测量范围为0〜50°C,测温分辨率会0.2°C，测温准确度芸0.5°C。3、尽量采用集成温度传感器，以提高测温精度；A/D、D/A分辨率为8位.4、用数码管显示实际温度的平均值。2.2系

4、统方案论证本次设计我初步拟定了两套方案，其具体介绍如下。2.2.1方案一采用PtlOO作为测量温度部分，当温度发生变化时PtlOO相应的电阻也会随之变化，通过20mA的恒流源供电，室温K输出信号为约2.3V电压信号。经过信号处理电路处理，包括信号滤波、保持，转化为适合A/D转换电路输入的模拟信号。A/D转换电路中使用ICL7135芯片，转化为数字信号，便于单片机处理及控制，单片机处理之后送到数码管中进行显示。系统方框阁如阁2.1。I温没采集A/D选择转换单rl机数码竹显•小图2.1方案一框图2.2.2方案二LM35系列是精

5、密集成电路温度传感器，其输出的电压线性地与摄氏温度成正比。LM35传感器生产制作吋己经过校准，输出电压与摄氏温度一一对应，使用方便。灵敏度为10.0mV/°C,精度在0.4°C^0.8°C（-55°C至+150°C温度范围内），重复性好，具有在摄氏温度下直接校准、低功耗，小于60uA、在静止空气中，自热效应低，小于0.08°C的自热、工作电压范围宽，4V至30V、低输出阻抗等特性，线性输出和内部精密校准使其与读出或控制电路接口简单和方便，可单电源和正负电源工作，可用作多点温度采集的传感部分。此方案温度传感器使用LM35,A

6、/D转换器使用ADC0808,控制器使用单片机AT89C51,用数码管实现温度显示。木温度测量大体分三个工作过程。首先，由八路温度传感器芯片测量当前的温度，由A/D转换器选择转换，并将结果送入单片机进行数据处理，然后通过数码管显示系统方框图如图2.2。数码管砬示图2.2方案二框图2.2.3方案选择经对比我们组选择了方案二，方案一屮PT100所需要的恒流源不是很理想，不容寻找，并且电流的大小变化对测量值影响很大，容易引起很大的误差。方案二中用LM35作温度传感部分，其额定温度范围为-55°C至+150°C，在此范围内的精度为

7、在0.4°C至0.8°C,具有在摄氏温度下直接校准、低功耗，小于60uA、在静止空气中，自热效应低，小于0.08°C的自热、工作电压范围宽，4V至30V、低输出阻抗等特性，而此设计采用八路温度采集，LM35的低功耗、自热效应的的特性也比较符合，其集成度也比较高，因此选用方案二进行设计。3单元模块设计3.1各单元模块功能介绍及电路设计3.1.1温度传感器模块由于传统的热敏电阻等测温元件测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部元件支持，且硬件电路复杂，制作成本相对较高。这里采用温度传感器LM35作为测温元件。1

8、1135是一种得到广泛使用的温度传感器。由于它采用内部补偿，所以输出可以从0°C开始。LM35有多种不同封装型式。在常温下，LM35不需要额外的校准处理即可达到±1/4°C的准确率。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种，其引脚如图一所示，正负双电源的供电模式可提供负温度的量测：两种接法的静止电流-温度