智能仪器课程设计--基于pt100温度传感器

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1、课程设计报告课程名称：智能仪器课程设计题目：基于PT100温度传感器21摘要本文首先简要介绍了铂电阻PT100的特性以及测温的方法，在此基础上阐述了基于PT100的温度测量系统设计。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。另外，还设计了液晶显示电路，能实现对温度的显示。 本文采用STC89C52单片机，LM324放大器，铂电阻PT100及液晶显示组成系统，编写了相应的软件程序,使其实现温度的显示。关键字：Pt100热电阻LM324运放 信号采集  A/D STC

2、89C52单片机 212121一、设计任务、要求1.1任务设计一个基于MCU的智能测控系统，利用STC89C52单片机，LM324放大器，铂电阻PT100及LCD1602具有温度显示的温度传感器。1.2要求系统必需含有信号放大，滤波，数据采集等功能模块，只允许采用模拟量传感器，仿真信号低于100mV并符合实际情况二、方案设计整个控制系统可分为硬件电路设计和软件程序设计两大部分。可分别对它们进行分析设计。当确定好自己的方案后，就分模块进行软件和硬件的设计与调试。当个模块都调试完毕后，最后将所有模块组合在一起进行总调，直到达到理想的效果为止。212.1方

3、案总设计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。 2.2温度检测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放大器LM324进行信号放大及低通滤波，

4、将噪声去除.2.3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。21三、硬件电路设计本系统是由温度采集模块、A/D转换模块、及控制执行模块，显示模块等组成。采用用80C52单片机作为控制核心，1602LCD显示，ADC0809作为模数转换器，1个独立按键，以及温度控制模块。3.1温度采集模块3.1.1PT100温度传感器 PT100温度传感器为正温度系数热电阻传感器，主要技术参数如下：① 测量范围：-200℃～+

5、850℃； ② 允许偏差值D℃： A级 ()0.150.002t±+， B级 ()0.300.005t±+； 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动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。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。3.1.2LM324放大21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LM324的输入端，经过仪器放

6、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LM324带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。下面是LM324的引脚图123脚是一组567脚是一组，8910脚是一组，12，13,14脚是一组，

7、剩下的两个脚是电源，1，7,8,14是各组放大器的输出脚，其它的就是输入脚。本实验用123和567213.2模数转换单元电路 ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。它是美国国家半导体公司的产品，是目前国内最广泛的8 位通用的A/D转换的芯片。21ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量送入转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0

8、－IN7上的一路模拟量输入。原理图如下：3.3LCD液晶显示电路本设计采用是LCD1602液晶显示，主要通过