《测控系统原理与设计》课程设计-八路温度巡检仪.doc

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1、天津工业大学《测控系统原理与设计》课程设计说明书设计题目：八路温度巡检仪姓名学院机械电子学院专业测控技术与仪器班级测控071班学号指导教师2010年12月25日目录第一章绪论-1-1.1八路温度巡检仪简介-1-1.2八路温度巡检仪的工作原理及其方案设计-1-1.2.1工作原理-1-1.2.1方案设计-1-第二章具体设计内容-2-2.1铂电阻电桥测温电路-2-2.2A/D模数转换电路芯片原理与设计-4-2.2.1内部结构和外部引脚-4-2.2.2工作时序与使用说明-6-2.3显示模块的原理与设计-7-2.4A

2、T89C51单片机的特点及引脚说明-8-2.4.1AT89C51单片机引脚功能说明-9-2.4.2单片机最小系统-11-第三章调试与仿真-12-3.1Proteus与KeilμVision链接设置-12-3.2在Keil中编辑程序并生成“HEX”文件-13-3.3在ProteusISIS中调试-14-第四章感想与总结-14-第五章程序代码与仿真电路-15-5.1程序代码-15-5.2Proteus仿真电路-19-第一章绪论1.1八路温度巡检仪简介在工业生产过程中，温度检测和控制都直接和安全生产、产品质量、生

3、产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系。温度检测类仪表作为温度计量工具，也因此得到广泛应用。随着生产力的发展，生产规模的扩大和对生产管理的自动化水平的要求越来越高，在很多场合，诸如啤酒、饮料、食品、白酒发酵生产线，中频热处理行业的水路温度保护，变电所各电节点的温度检测，农业大棚、鸡舍等，要求温度巡检仪能自动巡检，以达到无人看守，温度自动巡检的目的。随着单片机技术蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。单片机的特点是体积小，其内部结构是普通计算机系统的简化，增加一些外围电路，

4、就能够组成一个完整的小系统，单片机具有很强的扩展性，它具有强大的数据处理功能。所以单片机在工业应用中提高了工业设备的智能化。1.2八路温度巡检仪的工作原理及其方案设计1.2.1工作原理八路温度巡检仪首先要进行数据采集就是将一般的物理量通过传感器转换成模拟量，在经过A/D转换电路转换为数字量供给CPU进行处理。详细来说就是能监测并采集多路的温度信号，通过温度传感器将温度转换成电压信号输出电压，A/D转换芯片将模拟量转换成数字量，从而得到与温度信号具有一定关系的数字量，单片机采集这些数字信号，进行一定的信号调理

5、、软件算法、以及标度变换，从而得到一定量的温度值，再将这一温度值通过显示的方式显示出来，然后通过按键或定时的控制实现巡检，就得到了一个八路温度巡检仪的系统。1.2.1方案设计在系统方案设计中，主要以选择测温电路的方案为主，测温电路的方案选择可以直接的影响到测得温度值的准确性和要求达到的精度问题，测温电路要求能把环境温度通过传感器把温度信号转换为我们所需要的电压信号或电流信号，把得到相应的电信号送入A/D转换器，通过A/D转换器的转换，在通过单片机的控制和程序的处理最后得到准确的温度值，实现温度的检测。所以在

6、测温电路中我们进行了认真的分析和最后方案的确定。如下框图所示：显示器A/D数据采集铂电阻电桥测温电路89C51单片机按键控制第二章具体设计内容2.1铂电阻电桥测温电路在设计过程中选取温度传感器要注意一下几点：（1）根据测量对象与测量环境确定传感器的类型要进行—项具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位

7、置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。（2）灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的串扰信号（3）频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量

8、的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。（4）线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传