铂电阻实时测温显示实验

测控仪器设计实验报告书 班级 学号 姓名 铂电阻实时测温显示实验铂电阻实时测温显示实验 一 实验内容 利用铂电阻随温度变化阻值变化的特性 将铂电阻接入平衡电桥当中 平衡电桥的输出电压会 随温度的变化而变化 此电压经放大后的数值经过一系列运算即是实测电压值 再将电压值实 时显示在液晶屏中或通过串口通信输入上位机 二 功能设计 1 加热功能 用于对铂电阻进行加热使铂电阻阻值随温度发生变化 2 测温功能 通过将铂电阻阻值进行采集 放大 运算 测出实时温度 并将实时温度输送到 单片机中用于数据输出 3 液晶显示功能 通过一定的接口将单片机与液晶相连 并将单片机中的数据按照一定的形式 输出显示在液晶模块上 实现实时采集显示 4 RS485 远程通信功能 单片机与通信模块相连 将数据传递到终端 5 电压转换模块 电路板输入 12V 电压 给加热模块供电 通过电压转换模块转换为 5V 给电 路板上其他原件供电 6 键盘功能 键盘主要用于输入需要加热的数值给单片机 三 设计功能的实现 1 加热模块 加热模块为 l298n 从电路板上引出 12V 用于供电 控制接口为 IN1 IN2 ENA IN1 与 IN2 控制方向 输入 0 1 信号即可 ENA 控制占空比 输入 1 即可 输 出端接铂电阻加热快 给铂电阻加热 2 测温模块 主要包括平衡电桥 仪表放大器 INA118 16 位 AD 采样芯片 ADS7841 由于铂电 阻常温阻值为 100 因此先将 100 欧的电阻接入平衡电桥 调节平衡电桥中的滑动变阻器 是 电桥输出为 0 之后再接入铂电阻 铂电阻的阻值随温度变化而变化 经仪表放大器放大之后 的模拟值输入 ADS7841 的 CH0 ADS7841 的控制有单片机实现 单片机通过写入控制字来设定 采样端口 采样模式等 之后便可通过数据口接受数据给单片机 此时的数据为 1 4096 中的 某一数值 代表 1 5V 中的某一电压 通过一定的运算即可计算出此时的温度值 3 液晶显示 该模块即 LCD12864 模块 利用 RS RW EN 引脚与单片机相连实现液晶的功能控制 字的输入 再利用 8 位并行数据输入口输入要显示的数据 温度 即可将实时温度显示在液 晶模块上 4 RS485 通信模块 主要芯片为 MAX485 该芯片的输入与单片机的 TXD RXD 相连 同时从单片 机中引出一 IO 口来控制的发送还是接受数据 输出 AB 在电路板上做出二接线端子 与相应的 串口线相连 即可将数据转移到终端上 5 电压转换模块 主要芯片为三端稳压器 7805 输入即 12V 的输入电压 输出为 5V 的电压 6 键盘模块 将单片机的 8 个引脚引出与键盘相连 同时将 4 个输入引脚接入四输入与非门芯 片后 输出接单片机 INT0 实现外部中断 四 原理图及 PCB 设计 其中 原理图部分以 8051 max485 ina118 74ls08 与非门 为核心 分为加热模块 测 温模块 液晶显示模块 485 通信模块 再加上接线端子与连接线 电源模块采用 7805 将 12V 电压转为 5V pcb 图部分 由于个人能力有限 排布不是很合理 但基本无冲突线路 按 照电压设计了不同粗细的连接线 原理图 PCB 五 焊接调试 焊接调试共分三次进行 初次主要焊接单片机最小系统与电压输入转换接口 通过通电后电源 指示灯是否发光来判断电压输入转换部分焊接是否成功 通过给单片机下载程序来测试最小系 统模块是否焊机成功 初次焊接还是比较成功的 没有出现什么问题 第二次则将键盘部分 AD 采样部分 电桥部分 485 部分焊接 液晶 来 l298n 接口等焊接完 成 第三次则是通过三个测试程序来检测第二次焊接是否正确 此次检测发现 MAX485 附近有一 元件虚焊 导致芯片装上后无法下载程序 重新焊接后问题解决 六 功能实现 通过 KEIL 软件编写 C 程序 使在键盘上输入的温度设定值被单片机接受 并显在液晶上 此 时单片机给 ENA 引脚供高电平 控制加热模块加热 并通过变化的电阻值引起的变化的电压值 来检测出真实电压值 并将该电压值显示与液晶上 并通过串口通信输入中断 输入频率课通 过设置定时器 0 数值来设定 波特率则通过定时器 1 处置月 PCON 第 8 位来设定 当温度是检测值超过设定值时 单片机给 ENA 引脚供低电平 切断加热模块 此时由于加热块 温度大于铂电阻实测温度 测试温度可能进一步上升 观察一段时间后 温度开始下降 并逐 渐稳定在设定值 功能实现 部分程序代码 void main SCON 0 x50 REN 1 允许串行接受状态 串口工作模式 1 串行口控制寄存器 TMOD 0 x21 定时器 0 工作方式 1 定时器 1 工作方式 2 计数器 定时器工作方 式寄存器 PCON 0 x80 B7 位 SMOD 1 时 波特率加倍 TH0 65536 45872 256 TL0 65536 45872 256 ET0 1 TR0 1 TH1 0 xFd fd 为 9600 的波特率 SMOD 1 时加倍 19200 FA 4800 F4 2400 E8 1200 TL1 0 xFD TR1 1 ES 1 LCD INIT display EA 1 EX0 1 外部中断 0 中断允许位 IT0 1 外部中断 0 的触发方式选择 BUSY 1 IN1 1 IN2 0 RS485E 1 RS5485E 0 为接收状态 RS5485E 1 为发送状态 while 1 GPIO KEY 0 x0f if flag 1 KeyDown keynum LED KeyValue if j 1 LCD pos 2 5 write dat ascii keynum keynum1 keynum 10 if j 0 LCD pos 2 6 write dat ascii keynum keynum2 keynum Setvalue keynum1 keynum2 flag 0 if x 0 ENA 1 delay1 10 else ENA 0 delay1 10 AD ADS7841 Read Data 0 Rg 5 0 200 0 1000 2200 E 1 0 16 AD 2 0 Rg 4096 Temperature 1600 0 E 100 0 385 1 E LCD pos 3 5 write dat ascii Temperature 10 LCD pos 3 6 write dat ascii Temperature 10 if Temperature Setvalue 控制语句 ENA 0 else ENA 1 if FLAGA 1 SBUF Temperature 发送数据 delay1 50 FLAGA 0 void ser int