数字式温度测量系统的设计与实现

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1、情景7：温度检测系统7.4温度检测系统的程序设计7.2PWM波的产生7.3温度检测系统的标校过程7.5本情境的任务7.1数字式温度检测系统的组成9/20/202117.1数字式温度检测系统的组成数字式温度测量系统是利用微处理器为核心而构成的一种温度测量和显示系统，它主要有温度测量单元，温度变送单元，模数转换单元，数据处理分析单元以及显示单元等组成。为了便于对温度测量系统的准确性进行验证，该系统还具有可控加温环节，具体实现思路是采用PWM方式驱动加热丝，完成温度的增加，从而减小了系统标校和测试的工作量。9/20/20

2、212数字式温度检测系统结构图9/20/202137.2PWM波的产生为了完成对被测对象进行加温的工作，需要设计一个升温的驱动单元，现要求采用PWM方式实现，及将加热丝通过一个固态继电器（SolidStateRelay）的触点接到24V的直流电源，PWM的周期为50ms。当改变占空比就可以实现加热功率的改变。1．PWM加温电路的硬件实现9/20/202142．PWM波形的软件实现PWM波形的周期为50ms，当单片机的定时器0或1采用方式一时，完全可以实现0～50ms之间的任意时间定时。因此PWM波的产生可以采用定时

3、器中断方式实现，及装入的第一次定时时间常数应为高电平的持续时间，且使P1.0口为高；当定时时间到时，再装入低电平的持续时间常数，且使P1.0口为低。这样，反复循环，就可以产生占空比连续可调的PWM波。具体实现请自行考虑。当P1.0口输出低电平时，三极管截止，SSR处于断开状态，加热丝不加电；当P1.0口输出高电平时，三极管饱和，SSR处于导通状态，加热丝加电。当改变加热丝通电的时间，就可以实现加热温度高低的控制。9/20/202156.3温度检测系统的标校过程1．传感器变送器的零点和满量程的标定温度传感器的主要技术

4、指标为：零点、满量程输出、增益、以及线性度等。进行温度传感器的这几个指标的测试过程，称为传感器的标定。首先，准备一个烧杯的冰水混合物，将被标定温度变送器和校准用热电阻Pt100都埋入到冰水混合物中，直到接Pt100的标准表显示温度为0℃，再调节温度变送器的调零电阻，使得温度变送器的输出为0V。然后再用加热装置加热烧杯的水并使其沸腾，读取标准表所示的实际温度数，然后再调节温度变送器的满量程调节电阻，使得其输出为5V。反复进行零点和满量程标定若干次，直到合适为止，并记录此时满量程所对应的实际输出电压和实际温度值，为下面

5、的温度测量的数字实现提供依据。9/20/202162．温度检测系统的数字化实现首先，调试ADC0804的测试程序，并用数码管进行实时显示。显示要求为0.0～100.0。然后利用标定温度传感器所得的数据进行变换系数的求取。注意为了减小CPU的计算量，可采用定点数运算，及为了显示温度的小数点后一位，可将所有的温度数据都×100，则折算系数计算公式为K=(满量程实测温度×100-零点实测温度×100)/(AD采集的满量程读数-AD采集的零点读数)（公式7-1）则对应的数码管显示数为：Disp_num=（K×（AD采集的实

6、际读数-AD采集的零点读数）-零点实测温度×100）/10（公式7-2）注意：公式的计算结果的单位为0.1℃。9/20/20217例如：系统有四个按键，我们可以按照如下思想进行规定：KEY1：实时温度显示按键，当按下此键系统显示实时温度。KEY2：PWM占空比设定键，系统显示当前的占空比，数据范围1～99。KEY3：占空比加1键，每按下一次，当前占空比加1，加到99停止。KEY4：占空比减1键，每按下一次，当前占空比减1，减到1停止。6.4温度检测系统的程序设计9/20/202181．产生PWM波形的定时器中断服务

7、程序流程图9/20/202192．主程序流程图9/20/2021102．键盘处理程序流程图9/20/2021117.5本情境任务（一）用仿真软件proteus做一个PWM波形的产生的仿真。（二）设计一个数字式温度检测系统。焊接PWM单元电路板，搭建系统硬件，下载程序，实现设计。（三）问题与思考，任务拓展。9/20/202112