课程设计-基于单片机的温度检测系统设计

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1、温度检测系统设计报告学校：桂林电子科技大学学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化组员：摘要本系统利用单片机控制的温度检测系统的原理:由单片机89c51系列控制数模转换芯片,计算由pt100热电阻传感器模拟量电压转换为数字量，转换为温度显示；并且给出了系统构成、电路原理及程序设计。本系统可以通过键盘设置温度上下限，语音报警，语音报温，温度检测范围为0~300度之间，并自带有数字时钟，可以通过键盘修改时间参数等；为提高精度，在数据处理时利用了0.1级标准电阻箱对系统和pt100进行了误差对比校正。在温度的校准中使用了

2、ds18b20跟本系统温度对比调整，减少了本系统误差和提高了测温的精度；此系统具有易控制、工作可靠、方便使用、流程清晰等优点。关键字：温度检测；单片机控制；语音报温；pt100热电阻传感器；AD转换；超限报警；12864显示；数字时钟；一、方案、元件的选择比较根据题目的要求，我们把本系统分为几个基本模块，针对每个模块我们有以下的设计方案：1、温度传感器目前使用接触式比较多，主要有热电式传感器，把温度变化转换为电阻变化的叫热电阻传感器，把温度变化转换为热电势变换的叫热电偶传感器。方案1：热电阻传感器具有高温系数，高电阻

3、率，物理特性稳定，良好的线性输出等优点，常用的有pt100和pt100等方案2：热电偶传感器具有结构简单，测量范围广，热惯性小，准确度高，输出信号远的优点，但价格较高；方案3：数字传感器，比如18b20等，还有一些温度传感器芯片。考虑到题目的要求和综合价格及电路的要求，我们使用了方案1，采用线性度较好的热电阻传感器pt100，该传感器的测温范围是-200到450摄氏度；完全符合要求，而且还可以拓展设计电路的测温范围。这里我们供选择的有2线制，3线制和4线制，经过比较我们决定使用4线制的pt100传感器，4线制较2线和

4、3线，误差更小，测量效果更好。2、A/D转换器在一般的电路中，我们常用a/d将模拟量转换成数字量。对于a/d而言，最重的无外乎是转化的速度和转换的精度，由于题目的要求是分辨率0.1，因此使用12位以上的ad能很好的达到要求；对于速度，题目的要求并不高，一般的12位ad都能达到要求；方案1：常用的12位串口连接式ad有tlc2543等，串口的连接使其能和单片机的连接更方便，可以节省更多的I/O口。方案2：使用并口连接方式的ad，如ad574等，ad是并口连接的，因此使用不是很方便。在比较价格和性能及设计的方便性，我们选

5、用方案1，串口连接的tlc2543作为数模转换芯片。该芯片具有11路的输入通道的12位开关电容逐次逼近模数转换器，具有采样——保持功能；在整个的转换过程具有较小的转换误差，而且使用方便，连接线更少。3．主控电路目前单片机主要有8位机，16位机，32位机，虽然32位机在目前许多领域有广泛的应用，但是8位机和16位机仍是占据主导地位的，比较价格和性能我们选用了89c51系列的8位单片机，51单片机对于此温度检查系统的要求完全可以满足。3、数据显示电路通常显示使用到数码管和液晶显示两种。方案1：数码管具有低耗，采用LED数

6、码管显示，这个方案需要几个发光二极管配合，虽然也可基本实现所需功能，且显示不直观。方案2：采用1602液晶显示器显示数据，此方案电路功耗小，并可直观的显示各类数据，便于人机交流。但是显示范围有限，不利于拓展其他功能的显示。方案3：采用12864液晶显示数据，不仅可以直观的显示各种数据，而且可以使用12864的串口连接方式，加上电源线和地线，总共也就4根线，十分的方便，而且完全可以供拓展其他的显示用。因此我们选择方案3，用12864液晶作为显示。4、语音报温模块方案1：采用音乐芯片，此方案中芯片音乐已被固化，不能自由的

7、烧录没有一定的自由空间，当需要不同的音乐时和播报语音较难实现，不方便以后的更换方案2：采用isd1420语音芯片，此种芯片可以对不同的声音进行录音播放，录放次数可反复数十万次，方便实用，也方便日后的使用自由选择度比较好，但其录音时间只有20秒，根据使用不同的地址控制脚可以选择播录的起始时间，使用方便，编程也相对简单很多。方案3：采用isd1460语音芯片，1460和1420相差无几，就是录放的时间变为60秒。综合我们要用的语音芯片的作用只是用做报时和报警，因此我们选择了方案2，isd1420不仅外围电路简单而且录放的

8、音质较好，价格也不贵，20秒的录放时间完全够用了。二、系统的具体设计与实现根据设计要求，本系统可由图一所示部分组成。检测电路单片机主控电路数据显示电路键盘控制电路A/D转换被测温度语音播报电路图一本系统通过单片机处理被测电路通过ad转换模块转换得到的温度值，通过LCD12864显示和语音播报被测的温度值，键盘可以通过单片机设置温度的上下限和利用