基于PT100传感器的单片机温度检测系统

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1、大连民族学院机电信息工程学院自动化系检测技术课程设计报告题目：基于PT100的热电阻温度检测系统设计专业：测控技术与仪器班级：测控092班学生姓名：韦魏刘宝琪指导教师：谢春利设计完成日期：2012年6月29日目录1设计任务11.1任务要求11.2任务内容12系统方案设计22.1总系统方案22.1.1温度检测与处理22.1.2模数转换22.1.3温度显示22.2系统方案图23硬件设计43.1温度检测模块的设计43.1.1PT100温度传感器简介43.1.2温度检测及信号处理电路43.2模数转换53.2.1ADC0809简介53.2.2模

2、数转换电路图63.3LED显示电路的设计73.3.1LED数码管编码73.3.2LED数码管显示方式选择84软件设计94.1程序设计语言的选用94.2软件程序的设计94.2.1总体程序流程94.2.2温度信号采集处理105系统调试12结论14参考文献15附录A系统总电路图16附录B元件清单17附录C系统源程序18基于PT100的热电阻温度检测系统设计1设计任务1.1任务要求给定温度传感器（热电阻、热敏电阻等）和单片机最小系统，学习使用单片机最小系统，设计温度测量电路和模拟量输入通道，完成相关的软件设计并实现温度测量显示。1.2任务内容

3、通过传感器对温度进行检测，设计的检测电路将其转换成相应的电压值，又通过过程通道，A/D模数转换器将传感器的电压值的模拟信号转换为数字信号，然后所转换的数字量接到单片机89C52的P0口，最后单片机对接入的数字信号做出反应，显示出温度值。–20–基于PT100的热电阻温度检测系统设计2系统方案设计2.1总系统方案该电阻温度检测系统由三部分组成：温度检测与处理，模数转换，温度显示。2.1.1温度检测与处理电阻式温度计是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。当被测介质中有温度阶梯存在时，所测得温度是感温元件所在范围介

4、质中的平均温度。尽管导体或半导体材料的电阻值对温度的变化都有一定的依赖关系，但适用于制作温度检测元件的并不多。由电阻温度传感器检测的信号不稳定，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，往往还有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，为了将测量信号从含有噪声的信号中分离出来我采用了仪用放大器AD623进行信号放大及低通滤波，将噪声去除。2.1.2模数转换A/D转换器的作用就是把模拟量转换成数字量，以便于单片机进行处理。电阻温度计将测量温度以电信号的形式传递给ADC0809（逐次比较型），将电压信号转换成单片机可接收的数字信号。2.1

5、.3温度显示这部分模块由四位八段共阳极的数码管组成，段选部分直接与单片机相连。2.2系统方案图系统方案图如图1.1所示。–20–基于PT100的热电阻温度检测系统设计热电阻传感器模数转换复位电路STC89C52显示电路图2.1系统方案图–20–基于PT100的热电阻温度检测系统设计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①测量范围：-200℃～+850℃；②允许偏差值℃：A级，B级；③响应时间＜30s；④最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm；⑤允通电流≤5mA。另外，PT100温度传感器还具有抗振

6、动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。鉑热电阻的线性较好，在0～100摄氏度之间变化时，最大非线性偏差小于0.5摄氏度。鉑热电阻阻值与温度关系为：①-200℃＜t＜0℃时，；②0℃≤t≤850℃时，；式中，A=0.00390802；B=-0.000000580；C=0.0000000000042735。可见PT100在常温0～100摄氏度之间变化时线性度非常好，其阻值表达式可近似简化为：，当温度变化1℃，PT100阻值近似变化0.39。3.1.2温度检测及信号处理电路热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度

7、测量的。通常将其放在电桥的桥臂上，温度变化时，热电阻两端的电压信号被送到仪器放大器AD623的输入端，经过仪器放大器放大后的电压输出送给A/D转换芯片，从而把热电阻的阻值转换成数字量。AD623是一款集成式单电源仪表放大器，采用3V至12V电源供电时提供轨到轨输出摆幅。它可以通过单一增益设置电阻进行编程，并遵照8引脚工业标准引脚排列配置，赋予用户出众的灵活性。不接外部电阻时，AD623采用单位增益配置(G=1)；连接外部电阻时，AD623可通过编程实现最高增益1000。–20–基于PT100的热电阻温度检测系统设计AD623具有优异的

8、交流共模抑制比(CMRR)，并且随着增益提高而增大，因此可确保误差极小。由于CMRR在最高200Hz时仍然保持稳定，因此线路噪声和线路谐波均得到抑制。AD623具有宽输入共模范围，可以放大共模电压低于地电压150mV的信