E型热电偶测温系统,智能化测控应用.doc

精品 感谢下载载 智能化测控应用系统设计报告 设计名称 E 型热电偶测温系统 题 目 E 型热电偶测温系统 年 级 学生姓名 学 号 专 业 指导教师 精品 感谢下载载 摘 要 温度测量在物理实验 医疗卫生 食品生产等领域 尤其在热学试验 如 物体 的比热容 汽化热 热功当量 压强温度系数等教学实验 中 有特别重要的意义 热电偶是利用导体的电阻率随温度的变化这一物理现象来测量温度的 在生产 科研和农业中需要测量和控制用途较为广泛 具体应用于在建材 化工 石油 制造 农业以及日常生活等领域中 温度量得测量与控制也是随处可见 而本设计就是完成 热电偶对温度的采集和显示 本文采用 STC89C52 单片机作为处理的核心部分 用 E 型热电偶作为温度传感器 用 A D 转 换功能 把采集到的温度经放大后直接送到 STC89C52 单片机 经过单片机处理后送到上位机显 示 关键字 STC89C52 单片机 热电偶 上位机 Abstract Metal heat resistance was widely used as temperature pickup in many situations for its precision measurement good linearity and repetitiveness great measuring range and minute extension Callendar s thermometer is a standard among them Too much metal heat resistance used especially copper iron etc will cause repetitive problems in demarcating the sensors Considering its complexity strictness and high costs I use a convient metal heat resistance as temperature pickup which has a precise platinum resistance as its standard sensor 精品 感谢下载载 In this theory I use atmega16 as function center and pt100 as temperature pickup Use A D transforming function I can send it the gathered temperature directly then STC89C52 will deal with the temperature and present it on the monitor LCD1602 In this way I can fulfill this issue and it is more accurate Key words Atmega16 pt100 temperature pickup Digital display LCD1602 目 录 1 前言 1 2 总体方案设计 2 2 1 方案比较 2 2 1 1 方案一 2 2 1 2 方案二 2 2 2 方案论证 2 2 3 方案选择 3 精品 感谢下载载 3 单元模块设计 3 3 1 各单元模块功能介绍及电路设计 3 3 1 1 STC89C52 单片机最小系统 3 3 1 2 电源电路模块 5 3 1 3 信号放大电路模块 6 3 1 4 信号选择电路模块 6 3 1 5 信号模数转换电路模块 7 3 1 6 数据传输电路模块 7 3 2 电路参数的计算及元器件的选择 8 3 2 1 复位电路 8 3 2 2 晶振电路 8 3 2 3 电源电路电路 8 3 3 特殊器件介绍 8 3 3 1 检测器件 E 型热电偶 8 3 3 2 信号放大器 TL084 9 3 3 3 模数转换芯片 ADC0804 10 3 4 各单元模块之间的连接 10 4 软件设计 10 4 1 软件总体设计 10 4 2 下位机软件设计 11 4 2 1 Keil uVision3 的介绍 11 精品 感谢下载载 4 2 2 Keil uVision3 的安装及使用 11 4 2 3 下位机软件设计结构 11 4 3 上位机软件设计 13 4 3 1 Visual Basic 6 0 软件简介 13 4 3 2 上位机软件设计结构 13 5 系统调试 14 5 1 电源部分的调试 14 5 2 单片机最小系统的调试 14 5 3 串口部分的调试 14 5 4 传感器信号采集的调试 14 5 5 放大部分电路调试 14 5 6 模数转换部分的调试 14 5 7 系统综合调试 14 6 系统功能 指标参数 15 6 1 系统实现的功能 15 6 2 系统指标参数测试 15 6 3 系统功能及指标参数分析 15 7 结论 16 8 总结与体会 17 9 谢辞 18 10 参考文献 19 精品 感谢下载载 附录 1 系统电路原理图 20 附录 2 系统 板 21 附录 3 系统实物图 22 附录 4 系统程序源代码 23 精品 感谢下载载 1 前言 在信息化社会 几乎没有任何一种技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探 测技术的支持 生活在信息时代的人们 绝大部分的日常生活与信息资源的开发 采 集 传送和处理都息息相关 传感器技术是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的 高技术之一 也是当代科学技术发展的一个重要标志 可以说传感器是新技术革命和 信息社会的重要技术基础 是现代科技的开路先锋 它与通讯技术 计算机技术构成 信息产业的三大支柱之一 传感器技术是测量技术 半导体技术 计算机技术 信息 处理技术 微电子学 声学 精密机械 材料科学等众多科学相互交叉的综合性高新 科技技术密集型前沿技术之一 广泛应用于航天 航空 国防科研 信息产业 机械 电力 能源 交通 冶金 石油 建筑 邮电 生物 医学 环境保护 灾害预测预 防 农业 机器人 家电等各个领域 可以说几乎渗透到人类活动的各个领域 温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量 也是一种在生产 科研 生 活中需要测量和控制的重要物理量 是国际单位制七个基本量之一 其测量控制一般 应用各式各样形态的温度传感器 我国广泛应用于气象 环保 纺织 生化等行业德 各个方面 另外农业 食品 木材 煤炭等对温度传感器的需求也在不断增加 金属 铂的电阻值随温度变化而变化基本成线形关系 并且具有很好的重现性和稳定性 测 量精度高 是目前公认制造热电偶的最好材料 利用铂的此种物理特性制成的传感器 称为铂电阻温度传感器 铂电阻温度传感器精度高 稳定性好 应用温度范围广 是 中低温区 200 650 最常用的一种温度检测器 不仅广泛应用于工业测温及各种实 验仪器仪表等领域 而且被制成各种标准温度计 涵盖国家和世界基准温度 供计量和校 准使用 精品 感谢下载载 2 总体方案设计 针对本次设计我们提出了了两个方案 现将方案比较 方案论证 方案选择介绍 如下 2 1 方案比较 2 1 1 方案一 采用 MAXIM 公司生产的 DS18B20 来采集温度 DS18B20 是采用 1 wire 总接 口的数字温度计 测量温度范围为 55 125 精度可达到 0 0675 最大转 换时间为 200ns 这器件可用一根引与处理器相连 以串行方式将数据送到处理器 经处理器处理后直接显示 图 2 1 温度检测系统图 DS18B20单片机LCD1602 显示 精品 感谢下载载 2 1 2 方案二 采用 E 型热电偶作为温度采集的传感器 把采集到的温度经过放大模数转换送到 STC89C52 单片机 经过 STC89C52 单片机处理后送到上位机再进行处理显示器 显 示器将显示采集的温度 图 2 2 温度检测系统图 2 2 方案论证 两种种方案的比较 1 控制部分 都采用了单片机作为控制 作为一种新型的微处理器 可以通过智能编程的方式 可以进行扩展 而且能够具有超温报警和自动控制功能 2 传感器部分 方案二的传感器选热敏电偶 我们这里选用了 E 型热电偶 方案一采用的传感器 是 DS18B20 这种传感器虽然硬件简单 但是成本较高 3 显示部分 方案一采用 LCD1602 显示 虽然此方案适合当代大部分显示要求 但作为智能化 与方便与其他设备进行联结 与电脑进行处理 所以采用上位机显示更适合 2 3 方案选择 虽然各个控制部分的核心器件单片机各有优点 但对于现在的智能和便于操作化 E 型单片机串口放大器 上位机显示 模数转换 精品 感谢下载载 来说上位机更专业 权衡两个方案的的利弊 最终选定方案二作为本次设计的方案 3 单元模块设计 本章主要介绍系统各单元模块的具体功能 电路结构 工作原理 以及各个单元模 块之间的联接关系 同时也会对相关电路中的参数计算 元器件选择 以及特殊器件进 行相关说明 现介绍如下 3 1 各单元模块功能介绍及电路设计 本次课程设计的整个系统主要分为 9 个模块 他们分别是 PIC16F877A 单片机 最小系统模块 扩展键盘模块 编码控制和发送模块 解码控制和接收模块 步进电 机驱动模块 电机测速模块 显示模块 报警模块 控制电路模块和驱动电路的电源 模块 3 1 1 STC89C52 单片机最小系统 在单片机模块 我组使用的是 STC89C52 它是一种带 8K 字节闪存可编程可擦 除只读存储器的低电压 高性能 CMOS 8 位微处理器 在它周围设计了晶振电路 复位电路 扩展存储器电路 如图 3 1 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作 以提供稳定 精确的单频振荡 晶振电路的作用是为系统提供基本的时钟信号 通常一个系统共用 一个晶振 便于各部分保持同步 如图 3 1 我组采用的是看门狗复位电路 看门狗复位电路主要利用 CPU 正常工作时 定时复 位计数器 使得计数器的值不超过某一值 当 CPU 不能正常工作时 由于计数器不能被复 位 因此其计数会超过某一值 从而产生复位脉冲 使得 CPU 恢复正常工作状态 如图 精品 感谢下载载 3 1 EA VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD P3 7 17 WR P3 6 16 INT0 P3 2 12 INT1 P3 3 13 T0 P3 4 14 T1 P3 5 15 P1 0 1 P1 1 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P0 0 39 P0 1 38 P0 2 37 P0 3 36 P0 4 35 P0 5 34 P0 6 33 P0 7 32 P2 0 21 P2 1 22 P2 2 23 P2 3 24 P2 4 25 P2 5 26 P2 6 27 P2 7 28 PSEN 29 ALE P 30 TXD P3 1 11 RXD P3 0 10 IC0 89C5X R42 R3 R41 R3 C43 C1 C44 C1 X1 CY1 CS RD WR GND S1 KEY2 C41 ELE2 GND VCC RES RES TXD RXD DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 R09 10k VCC 图 3 1 单片机与复位电路 晶振电路的连接 该单元模块是以 STC89C52 单片机为处理控制核心 外加一些基本电路和外围电 路 实现将输入量转变控制其他部件的输出量 复位是单片机的一项重要操作内容 复 位电路的基本功能是 系统上电时提供复位信号 直至系统电源稳定后 撤销复位信号 或在许多单片机应用场合需要设置人工复位按钮开关 以便在单片机运行到意外的状态 或者死机的情况下 可以利用人工复位按钮开关强制单片机复位 并重新运行 其目标 是确保单片机运行过程中有一个良好的开端 确保单片机运行过程中有一个良好的状态 在该系统中采用的是人工复位的方式 按键是 SW PB 脚电位变低电平 单片机手动复 位单片机在执行程序期间 只要在复位端加入一个低电平 就会令其复位 其电MCLR 路图如图 3 2 所示 精品 感谢下载载 R42 R3 R41 R3 S1 KEY2 C41 ELE2 GND VCC RES 图 3 2 复位电路 晶振设计是单片机应用设计的重要环节之一 因此很有必要了解晶振电路的特 点 组成以及如何选用相关电子元件 PIC 单片机配的晶振电路 就最常见的接法 一 个 4M 晶振 两个 15pF 电容 单片机内部的各种功能电路绝大多数是由数字电路构筑 而成 数字电路的工作过程 尤其是时序逻辑电路的工作过程 离不开时钟脉冲过程 即时间基准信号 每一步细微动作都是在一个共同的时间基准信号驱动下完成的 作为 时基发生器的时钟振荡电路 为整个单片机芯片内部各个部分电路的工作提供时钟信号 所以说时钟系统是维持单片机正常运转的一种必不可少的关键的功能部件 在该设计中 时钟系统由晶振电路来实现 其电路图如 3 3 所示 图 3 3 晶振电路图 精品 感谢下载载 3 1 2 电源电路模块 直流稳压电源一般由电源变压器 整流滤波电路及稳压电路组成 电源变压器的 作用是将电网 220V 的交流电压 V1变换成整流滤波电路所需要的交流电压 V2 整流滤 波电路中单相桥式整流电路的作用是 将变换后的交流电压 V2变成脉动的直流电压 再经滤波电容 C4 滤除纹波 输出直流电压 稳压电路则完成当稳压器的输出负载变化 时 输出电压 V0应保持不变 此次课程设计中设计的控制电路电源 采用 LM7805 LM7905 LM7809 LM7909 稳压器 输出固定的正负 5V 正负 9V 输 出端接电容可以进一步滤除纹波 输出端接电容能改善负载的瞬态影响 使电路稳定 工作 如图 3 4 控制电路电源模块原理图 D3 1N4007 D5 1N4007 D4 1N4007 D6 1N4007 C21 2200uF C22 2200uF C34 470uF C35 470uF C24 104 C25 104 C26 104 C27 104 9v 9v C36 470uF C31 104 5v 1 2 3 J4 CON4 2 in 1 out 3 gnd 78xx U7 TL750L05A C37 470uF C30 104 5v in 2 out 3 1 gnd 79xx U679XX 1 in 2 out 3 IC2 7905 in 1 2 out 3 7805 78XX 1 2 J02 CON2 VCC GND 图 3 4 控制电路电源模块原理图 3 1 3 信号放大电路模块 由于所测出的Pt电阻温度传感器两端的电压信号非常微弱 所以此电压在进行 A D转换之前必须经过放大电路的放大 本设计采用以TL084为核心的放大器件 构 成仪用放大电路 如图3 5所示 精品 感谢下载载 C590 1U C14 10U R29 100K 9v 9v R9 100K R11 10K R13 10K R14 10K R15 10K R10 100K R6 22 2K R7 2k R8 200 1 2 J13 CON2 R12 10K C300 10uC200 1U C433 10u C40 0 1U COMT 10I100I1000I C156 C 10 9 8 U1C TL084 12 13 14 U1D TL084 5 6 7 U1B TL084 3 2 1 411 U1A TL084 R135 100k R5 100k R16 470k R18 R R19 R R17 470k AIN1 1 2 J3 图 3 5 信号放大电路模块原理图 3 1 4 信号选择电路模块 由于本设计所采集的电信号很是微弱 为几毫伏至数十毫伏 采用一般的放大 电路得到的效果不好 为此我们对放大倍数上进行操作 采用 4066 芯片设计三种倍 数 10 倍 100 倍 1000 倍 这样的设计更合理化 也增加信号的准确度 具体原 理图见图 3 6 信号倍数电路模块原理图 精品 感谢下载载 12 13 U8A4066 1110 12 U8B4066 43 5 U8C4066 1 2 3 R23 10K 1 2 3 R24 1K 1 2 3 R25 1K 1000B 100B 10B 10I 100I 1000I 图 3 6 信号倍数选择电路模块原理图 3 1 5 信号模数转换电路模块 由于经过放大电路处理过后的信号为模拟信号 所以要经过转化后方能为单片机 进行数据处理 因此 不得不设计一模数转换电路 本设计采用 ADC0804 电路简单 实用为选择此电路的依据 具体电路见图 3 6 信号模数转换电路模块原理图 VccREF 20 Vin 7 lsbDB0 18 DB1 17 Vin 6 DB2 16 DB3 15 DB4 14 A GND 8 DB5 13 DB6 12 msbDB7 11 Vref 2 9 INTR 5 CLK R 19 CS 1 RD 2 CLK IN 4 WR 3 U1 4 ADC0804 R46 10k C409 C19 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 CS RD WR GND 1 2 J CON2 2 5V GND AD VCC1 2 J 76 CON2 GND R08 R3 R07 R3 VCC GND 图 3 7 信号模数转换电路模块原理图 精品 感谢下载载 3 1 6 数据传输电路模块 当单片机将数据处理结束后 需要传输到电脑上 此时我们将用到串口通信 这 种方法实用且电路简单 使用 MAX232 芯片 构成如图 3 8 所示电路 1 6 2 7 3 8 4 9 5 J1 DB9 TXD RXD R1in 13 R2in 8 T1in 11 T2in 10 V 2 V 6 VCC 16 R1out 12 R2out 9 T1out 14 T2out 7 C1 1 C1 3 C2 4 C2 5 GND 15 RS232 RS232 TTL TTL IC1 MAX232 C5 10uF C2 104 C4 104 C1 104 C3 104 VCC D1 R1 1k R2 330 R S 232 图 3 8 信号模数转换电路模块原理图 3 2 电路参数的计算及元器件的选择 下面就相关电路中的参数计算以及元器件的选择进行说明 3 2 1 复位电路 试验中采用按键复位的方式 通过资料可知 3K Rext 100K Rest 20pf 试验 中 R1 选用 1K R2 选用 10K C 选用 10uF 3 2 2 晶振电路 选用 11 0592MHZ 的晶振 则单片机周期为 1us 有利于延时等程序的编写 通过 查表 4MHZ 的晶振时 两电容范围都为 15 68pf 试验中选用两个 15pf 的电容 精品 感谢下载载 3 2 3 电源电路电路 采用交流流电源供电 经桥式整流后 经滤除纹波后 送入稳压芯片稳压 得到正 负 9V 5V 电压 3 3 特殊器件介绍 3 3 1 检测器件 E 型热电偶 E 型热电偶是一种感温元件 它把温度信号转换成热电动势信号 通过电气仪表 转换成被测介质的温度 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合 回路 当两端存在温度梯度时 回路中就会有电流通过 此时两端之间就存在塞贝克 电动势 热电动势 这就是所谓的塞贝克效应 两种不同成份的均质导体为热电极 温度较高的一端为工作端 温度较低的一端为自由端 自由端通常处于某个恒定的温 度下 根据热电动势与温度的函数关系 制成热电偶分度表 分度表是自由端温度在 0 时 的条件下得到的 不同的热电偶具有不同的分度表 在热电偶回路中接入第 三种金属材料时 只要该材料两个接点的温度相同 热电偶所产生的热电势将保持不 变 即不受第三种金属接入回路中的影响 因此 在热电偶测温时 可接入测量仪表 测得热电动势后 即可知道被测介质的温度 3 3 2 信号放大器 TL084 此芯片是高速四运放 GBW 4MHz SR 13V uS 输入失调电压 2 毫伏 Rid 1 泰欧 静态电流 4 毫安具体引脚图如图 3 9 所示 用此型号芯片构成四级放大电路 可以使微弱信号 不失真地放大至理想倍数 便于我们采集与处理 精品 感谢下载载 图 3 9 TL084 引脚图 3 3 3 模数转换芯片 ADC0804 所谓 A D 转换器就是模拟 数字转换器 ADC 是将输入的模拟信号转换成数字信 号 信号输入端可以是传感器或转换器的输出 而ADC 的数字信号也可能提供给微处 理器 以便广泛地应用 其参数为 8 位COMS 依次逼近型的A D 转换器 三态锁定输出存取时间 135US 分辨率 8位 转换时间 100US 总误差 正负1LSB 工作温度 ADC0804LCN 0 70度 其引脚图如下图所示 精品 感谢下载载 图 3 10 ADC0804 引脚图 3 4 各单元模块之间的连接 详见附录 1 和附录 2 所示 4 软件设计 4 1 软件总体设计 软件结构较简单 只需要将转换后的数字信号处理过后 发送到电脑 然后在进 行上位机处理 并显示在 PC 机上 精品 感谢下载载 主程序 接收子程序 传送子程序显示程序上位机处 理 图 4 1 软件总体设计结构图 4 2 下位机软件设计 4 2 1 Keil uVision3 的介绍 本次下位机设计使用的编程环境是 Keil uVision3 KeilSoftware 公司推出的 uVision3 是一款可用于多种 8051MCU 的集成开发环 境 IDE 该 IDE 同时也是 PK51 及其它开发套件的一个重要组件 除增加了源代码 功能导航器 模板编辑以及改进的搜索功能外 uVision3 还提供了一个配置向导功能 加速了启动代码和配置文件的生成 此外其内置的仿真器可模拟目标 MCU 包括指令 集 片上外围设备及外部信号等 uVision3 提供逻辑分析器 可监控基于 MCUI O 引脚和外设状态变化下的程序变量 uVision3 提供对多种最新的 8051 类微处理器的 支持 包括 AnalogDevices 的 ADuC83x 和 ADuC84x 以及 Infineon 的 XC866 等 4 2 2 Keil uVision3 的安装及使用 简单介绍该集成开发环境创建工程的一些基本操作 其步骤如下 1 Keil uVision3 软件可以从 ULINK 仿真器产品光盘或者 Keil 网站上获取安装文件 2 设置编 精品 感谢下载载 译器 3 安装 ULINK 仿真器 4 创建工程 5 编译连接 6 硬件的调试 a 调试选项 设置 b 工具选项 c 硬件调试 4 2 3 下位机软件设计结构 下位机即单片机程序主要是完成数据采集并通过串口传送的功能 数据采集主要是 采集 ADC0804 的数据 由于 ADC0804 是并口输出所以只要通过 Busy 端口判断好数 据已经转换完成后就可以立即读取数据 串口传送采用 9600 波特率 8 位数据位方式 串口协议主要是被动读取方式即下位机将数据采集并暂时保存 若上位机发出取数据 信号则单片机立即将存储的数据发出 反之若上位机没有发出取数据信号则单片机放 弃该组数据继续下一组数据的采集 精品 感谢下载载 串口发送存在数据 主程序开始 初始化 ADC0804 和串口 是否接收到上 位机开始命令 读取 ADC0804 的忙信号 是否忙信号为 0 读取 ADC0804 的输出数据 并保存 是否读取完全 串口发送完成信号 是否接收到上位 机接收命令 串口发送电压数据 串口发送结束信号 是否接收到上 位机应答 读取 ADC0804 的忙信号 否 否 是 否 否 是 是 否 是 是 图 4 2 单片机软件设计结构图 精品 感谢下载载 4 3 上位机软件设计 4 3 1 Visual Basic 6 0 软件简介 Visual Basic VB 是由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言 它源自于 BASIC 编程语言 VB 拥有图形用户界面 GUI 和快速应用程序开发 RAD 系统 可以轻易的使用 DAO RDO ADO 连接数据库 或者轻松的创建 ActiveX 控件 程序员可以轻松的使用 VB 提供的组件快速创建一个应用程序 4 3 2 上位机软件设计结构 下位机从串口上传的数据通过 VB 的 Mscomm 控件接收 由接收子程序的处理得 到下位机检测到的实际电压值 由于热电偶的温度有较强的线性关系 所以将分度表 采用拟合的方法得到一个计算温度的一般公式即温度 电压函数 通过接收到的电压 由温度计算子程序得到实际测量的温度 温度记录子程序主要以 Txt 文档格式记录实 时的测量温度 当温度超过上限温度时候则通过报警子程序在控件上显示警告 显示 程序则实时显示当前测量到的温度值 上位机程序 Mscomm 控 件接收子程 序 温度拟合计 算子程序 温度警告以及显 示子程序 温度记录 子程序 图 4 3 上位机软件设计结构图 精品 感谢下载载 图 4 4 上位机软件图 5 系统调试 本次设计的调试方式采用的是实物调试 由于很多硬件的动作需要软件实现 故本 次调试没有按常规分为软件调试和硬件调试最后再进行综合调试 本次调节分为模块调 试和综合调试 同时在调试之前 检查电源是否正常输出 5 1 电源部分的调试 电源模块按照原理图接好后 先用万用表测量电源正极开始点与结束点的电阻 其 阻值接近 0 则说明电源正极接线正确 同理检验地线 两者检验都正常后 再检查地 线与正极之间的电阻 阻值为几 K 至无穷 则电源接线正确 第一次上电时 出现意 外立即断掉电源 至电源正常稳定时 用万用表测量正极与地线之间的电压 为 5 1V 电源调试成功 5 2 单片机最小系统的调试 按照原理图接好线 先用万用表检查电源与地是否短路 确认无误后 通电 同 精品 感谢下载载 时检查电源与地之间的电压为 5 1V 正常后 断开电源 插上装有简单点亮发光二极 管的程序 二极管被点亮 按复位键 二极管先熄 再亮 最小系统正常 5 3 串口部分的调试 检查电路是否正常 确认无误后 通电 同时检查该模块电源与地之间的电压 为 5 1V 通电正常 插入 MAX232 芯片 与电脑串口相连 通过程序下载软件调试串口 通信 主意选择相应的串口与芯片 直至程序下载成功 5 4 传感器信号采集的调试 对传感器进行加温 由于采用的是 E 型热电偶温度传感器 此元件可承受较高温 度 用于工业测温 所以 对其调试用火焰加热 用示波器观测其输出电信号 5 5 放大部分电路调试 检查接线正确后 通电 对传感器进行加热 选择不同倍数的放大接触点 观察输 入与输出之间的关系 5 6 模数转换部分的调试 接线正确后 通电 用单片机外接 lcd1602 显示器 对其进行电压数据的读取 观测 是否正确 5 7 系统综合调试 将系统的相关线路接好后 先用万用表检查线路的 VCC 与 GND 之间电阻值 约 为 4K 系统接线正确 将单片机烧写相应的程序 通电 先总体观察下系统 没什么问 题后 继续调试 观察是否串口正常工作与上位机等显示是否正确 精品 感谢下载载 6 系统功能 指标参数 6 1 系统实现的功能 本系统能实现对温度信号的采集 放大 模数转换 传输 显示 6 2 系统指标参数测试 对于本设计系统的参数测试 总共分两步 第一步就是将自己设计的电路用软件 protel 作出具体的线路图 用 protel 自带的检测功能检测线路是否连接有误 直到修 改线路至无误为止 第二步就是将我们的电路做成实物 对实物经行调试 先单独的模 块调试 然后整体系统的调试 经过实物的成功调试 说明电路工作正常 6 3 系统功能及指标参数分析 本次设计对我们总体来说还是不易 测试过程繁琐 所得测试结果也令人较为满意 基本上能够实现最初期望的对模拟信号的采集 放大 数模转换 信号处理 串口传输 上位机等部分 达到了相关的技术指标要求 但由于设计时间较短 个人能力以及精力 等因素 加之设计经验的不足 使设计仍有许多不足之处 系统未能完全实现设计的所 有功能 如 显示部分还不算太稳定 电路板外观不够美观等 精品 感谢下载载 7 结论 本次的课程设计 经过我们长达 4 周的努力现已基本告成 在我们去见老师接到 课题后 我们就开始反复地思考如何完成这一任务 除了我们自己忙于查找资料外 老师也给了我们不少的指导性的资料和一些辅导 商议之后我们便确定了最终方案 以 STC89C52 单片机为控制系统的核心 E 型热电偶为温度传感器 4066 为选择器 TL084 为放大器 ADC0804 为模数转换芯片 MAX232 构成的串口电路 以及上位 机 通过仔细构思电路的每一个模块 并计算其相应的值后记录下来 让后在 Protel 99SE 软件中画出其原理图 在 Proteus 软件中经验证初步可行之后 再在 Protel 99SE 软件中画出对应的 PCB 图 我们便开始了焊接电路板了 焊好之后 我们就开 始编程 调试 经过大家的辛苦调试之后 基本已经达到了要求 能够对温度的采集 与处理显示 精品 感谢下载载 精品 感谢下载载 8 总结与体会 蓦然回首 为期将近四周的课程设计就要结束了 在这漫长而又短暂之中 通过 自己不断地学习 不断地努力与拼搏 不断地对新知识的追求与索取 不断地自我发 现 感到自己的知识结构水平提出高了许多 对知识的掌握程度也加深了许多 对知 识之间的相互联系也有了更深的了解 通过不断地提高自己的认识水平与能力 不断 地学习新方法 新思想 新的思维方式 不断地改变自己的人生观和方法论 感到自 己不但成长且成熟了许多 通过不断地把课本知识应用于实际 不断地把查阅到的资 料与文献中有用的东西应用于实现 不断地把所学的理论与方法应用于设计之中 从 而提高了自己理论联系实际的能力 通过这一次的课程设计设计 把所学过的各种知识进行了一次全面而系统的综合 并融会贯通 把所学到的各种理论与思想进行可一次合理的应用 把所查阅到的各种 文献及与设计相关的资料进行了合理的提取与分析 并应用到实际 这不但增强了自 己的知识结构 同时对所学过的各种理论知识与专业知识进行了一次全面的终结 由 精品 感谢下载载 于不断的上机操作与实践 不但加强了自己动手能力 同时对一些计算机软件的应用 有了一定的掌握与理解 并加强了网上学习和查阅资料的能力 E 型热电偶温度检测系统适用各种现场自动化控制 特别应用于工业温度较高区 域 具有成本底 性能稳定 可靠性高等优点 课程设计是对大学所学课程的一个高度 的综合 无论是基础知识还是专业知识都被设计统一起来 使零散的知识系统化 形 成了一种能力 这也为我们走入社会打下一个良好的基础 为走入社会对知识与理论 的应用做了一个好的铺垫 人生的路是漫长而曲折的 在这漫长而曲折的道路上需要 自己的不断努力与拼搏 精品 感谢下载载 9 谢辞 本次课程设计是在李涛老师的亲切关怀和悉心指导下完成的 他严肃的科学态度 严谨的治学精神 精益求精的工作作风 深深地感染和激励着我 从课题的选择到设 计的最终完成 老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持 在这接近四周时间里李 涛老师不仅在设计与学业上给我们以精心的指导 同时在思想及其它方面也给我们以 无微不至的关怀 特别是李涛老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我们无尽的 启迪 同时还有与我们一起愉快的度过课程设计的所有同学 正是由于他们的帮助和 支持 我们才能克服一个又一个的困难和疑惑 才能顺利地完成课程设计 在此谨向 李涛老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意 并祝愿您永远健康 永远年轻 同时向各位 给予帮助的同学致以忠心感谢 并祝愿大家都拥有一个美好的未来 精品 感谢下载载 10 参考文献 1 张洪润 蓝清华 单片机应用技术教程 M 北京 清华大学出版社 1997 2 常斗南 可编程序控制器原理 应用 实验 M 北京 机械工业出版社 1998 3 于海生 微型计算机控制技术 M 北京 清华大学出版社 1999 精品 感谢下载载 4 王福瑞 单片机微机测控系统设计大全 M 北京 北京航空航天大学出版社 1998 5 陈理壁 步进电机及其应用 M 上海 上海科学技术出版社 1989 6 刘保延 步进电机及其驱动控制系统 M 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社 1997 7 刘国荣 单片微型计算机技术 M 北京 机械工业出版社 1996 8 王福瑞 单片微机测控系统设计大全 M 北京 北京航空航天大学出版社 1998 9 张广溢 郭前岗 电机学 13 重庆 重庆大学出版社 2002 10 潘新民 单片微型计算机实用系统设计 M 北京 人民邮电出版社 1992 11 王润孝 秦现生 机床数控原理与系统 M 西北工业大学出版社 1997 12 李伯成 侯伯李 IBM PC 微机应用系统设计 M 西安电子科技大学 1996 13 黄义源 机械设备电气与数字控制 M 中共广播电视大学出版社 1992 精品 感谢下载载 附录 1 系统电路原理图 C590 1U C14 10U R29 100K 9v 9v R9 100K R11 10K R13 10K R14 10K R15 10K R10 100K R6 22 2K R7 2k R8 200 1 2 J13 CON2 R12 10K C300 10uC200 1U C433 10u C40 0 1U COMT 10I100I1000I C156 C 10 9 8 U1C TL084 12 13 14 U1D TL084 5 6 7 U1B TL084 3 2 1 411 U1A TL084 R135 100k R5 100k R16 470k R18 R R19 R R17 470k AIN1 1 2 J3 D3 1N4007 D5 1N4007 D4 1N4007 D6 1N4007 C21 2200uF C22 2200uF C34 470uF C35 470uF C24 104 C25 104 C26 104 C27 104 9v 9v C36 470uF C31 104 5v 1 2 3 J4 CON4 2 in 1 out 3 gnd 78xx U7 TL750L05A C37 470uF C30 104 5v in 2 out 3 1 gnd 79xx U679XX 12 13 U8A4066 1110 12 U8B4066 43 5 U8C4066 1 2 3 R23 10K 1 2 3 R24 1K 1 2 3 R25 1K COMT 1000B 100B 10B 10I 100I 1000I 1 in 2 out 3 IC2 7905 in 1 2 out 3 7805 78XX 1 2 J02 CON2 VCC GND EA VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD P3 7 17 WR P3 6 16 INT0 P3 2 12 INT1 P3 3 13 T0 P3 4 14 T1 P3 5 15 P1 0 1 P1 1 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P0 0 39 P0 1 38 P0 2 37 P0 3 36 P0 4 35 P0 5 34 P0 6 33 P0 7 32 P2 0 21 P2 1 22 P2 2 23 P2 3 24 P2 4 25 P2 5 26 P2 6 27 P2 7 28 PSEN 29 ALE P 30 TXD P3 1 11 RXD P3 0 10 IC0 89C5X R42 R3 R41 R3 C43 C1 C44 C1 X1 CY1 CS RD WR GND S1 KEY2 C41 ELE2 GND VCC RES RES TXD RXD DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 R09 10k VCC 1 6 2 7 3 8 4 9 5 J1 DB9 VCC TXD RXD R1in 13 R2in 8 T1in 11 T2in 10 V 2 V 6 VCC 16 R1out 12 R2out 9 T1out 14 T2out 7 C1 1 C1 3 C2 4 C2 5 GND 15 RS232 RS232 TTL TTL IC1 MAX232 C5 10uF C2 104 C4 104 C1 104 C3 104 VCC D1 R1 1k R2 330 RS232 VccREF 20 Vin 7 lsbDB0 18 DB1 17 Vin 6 DB2 16 DB3 15 DB4 14 A GND 8 DB5 13 DB6 12 msbDB7 11 Vref 2 9 INTR 5 CLK R 19 CS 1 RD 2 CLK IN 4 WR 3 U1 4 ADC0804 R46 10k C409 C19 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 CS RD WR GND 1 2 J CON2 2 5V GND AD VCC1 2 J 76 CON2 VCC GND R08 R3 R07 R3 VCC GND 精品 感谢下载载 附录 2 系统 板 精品 感谢下载载 附录 3 系统实物图 检测电路 上位机显示温度 精品 感谢下载载 附录 4 系统程序源代码 include include sbit p10 P2 7 sbit p100 P2 5 sbit p1000 P2 6 增益 sbit cs P3 5 sbit rd P3 7 sbit wr P3 6 sbit intr P3 2 unsigned char b bit flag1 void send unsigned char c 精品 感谢下载载 unsigned char adc0804 unsigned char i a rd 1 wr 1 P0 0 xff P0 全部置一准备 cs 0 wr 0 wr 1 启动 ADC0804 开始测电压 for i 0 i 100 i 等待 A D 转换完毕 rd 0 开始读转换后数据 for i 0 i 100 i 用于延时等待 ADC0804 读数完毕 a P0 读出的数据赋与 a rd 1 cs 1 读数完毕 return a void init EA 1 精品 感谢下载载 P2 0 p100 1 放大 100 倍 ds18b20 init void InitTimer0 void TMOD 0 x21 SCON 0 x50 TH0 0 x0FC 1ms 12mhz TL0 0 x18 ET0 1 TR0 1 TH1 0 xF3 2400 12mhz TL1 TH1 TR1 1 void main unsigned int bc temp init InitTimer0 精品 感谢下载载 while 1 if flag1