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本科生课程设计
目录
中文摘要 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 2
引言 --------------------------------------------------------------------------------------3
设计要求--------------------------------------------------------------------------------3
仪器总体设计--------------------------------------------------------------------------3
功能模块设计--------------------------------------------------------------------------4
热电偶及信号调理电路-----------------------------------------------------4
A/D 转换器和单片机接口--------------------------------------------------6
8255 扩展显示接口----------------------------------------------------------6
键盘及高低温显示-----------------------------------------------------------7
打印机接口---------------------------------------------------------------------8
软件设计--------------------------------------------------------------------------------9
监控程序----------------------------------------------------------------------9
定时中断子程序-----------------------------------------------------------12
温度测量子程序------------------------------------------------------------14
初始显示程序 -------------------------------------------------------------16
测量值/设置值显示程序------------------------------------------------18
键盘子程序 ----------------------------------------------------------------21
打印程序 -------------------------------------------------------------------24
结论---------------------------------------------------------------------------------------26
参考文献-------------------------------------------------------------------------------26
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本科生课程设计
中文摘要:
为了实现水温(0 ~100℃ ℃)的测量,采用热电偶作为温度敏感元件。热电偶
输出的热电势通过后续调理电路进行冷端补偿和非线性矫正,得到和温度成线
性关系的电压值。该电压值通过 ADC0801 进行 A/D 转换,从而把模拟量转化问
数字量进行测量。ADC0801 输出的数字量通过 80C51 单片机来处理,实现温度
显示,温度上下限调节,温度结果打印的功能。
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本科生课程设计
关键词:水温测量 热电偶 单片机
1. 引言:
温度的测量在成产生活中有着重要的作用,测量的方法也多种多样。本设计
基于水温的测量进行讨论,目前测量水温常用的方法有温度计,铂电阻,热电
偶。温度计可以方便使用,但是不能进行存储和数据传输。铂电阻的测温范围
大但非线性严重。因此选用热电偶作为敏感元件,通过设计实现智能温度计的
设计
2. 设计要求:
⑴ 一路水温检测, 误差:≤±0.5℃;
⑵ 温度 3 位数码显示(XX.X )℃ ;
⑶ 工作状态指示(如加热器工作指示);
⑷ 开机自检;
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本科生课程设计
⑸ 配简单键盘,如温度上、下限临界报警值设置;
⑹ 配微型打印机接口;
⑺ 配置通信接口。
3. 仪器总体设计
此系统采用 80C51 单片机作为核心,以热电偶为传感器,进行温度信号的采集 。
同时系统还包括温度显示、键盘置数、打印三个模块。
热电偶进行温度信号的采集,采集的信号经过冷端补偿和线性化处理,得到和
温度成线性的电压信号。然后通过 ADC0801 对该信号进行 A/D 转换,转换结果
通过数据中线送入 80C51 单片机进行处理。
为了进行显示,温度值设置,高低温指示,打印等,通过单片机进行了其他模
块的扩展。通过 8255 扩展了三个并行输出口,每个输出口分别接有一个共阴极
七段码显示的 LED。键盘采用独立式结构,通过外部中断方式进行温度值的键
盘设置和打印。整体原理电路图如下图所示。
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图 1 整体电路图
4. 功能模块设计
4.1 热电偶及信号调理电路
热电偶冷端补偿及线性校正电路如图 2 所示。采用最小二乘法拟合后,K 型
热电偶在 0 ~600℃ ℃范围内的热电势的近似表达式为:
Vo=-0.766+24.9925Vin-0.0347332Vin^2(mV)
为了便于测量将上式乘以 10,得:
Vo=-7.66+249.925Vin-0.347332Vin^2(mV)
将上式改写为:
Vo=-7.66+249.925Vin-0.347332Vin^2
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