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目 录引言1第1章 方案设计与论证11.1传感器的选择11.2 方案论证21.3 系统的工作原理21.4 系统框图2第2章 硬件设计32.1 PT100传感器特性和测温原理32.2 信号调理电路42.3 采样电路的设计42.4 放大电路的设计62.5 A/D 转换器的选择与设计电路72.6 显示电路92.7 单片机控制电路9第3章 软件设计93.1 系统软件设计说明93.2 软件的有关算法103.3 软件的流程图103.4 部分设计模块11第4章 电路仿真的设计与分析134.1 Proteus 仿真软件介绍134.2 电路仿真设计134.3 仿真分析14第5章 调试实验14结 论16致 谢17参考文献:17ABSTRACT19附录A20附录B21附录C29RTD电阻测量摘要:本设计利用铂电阻PT100作为传感器,通过采用了两线制桥式测量电路,减小了测量电路及PT100自身的误差。本文采用AT89S52单片机,ADC0808 A/D转换器,LM358放大器,铂电阻PT100及LCD1602字符液晶组成系统,编写了相应的软件程序,使其进行电阻测量及显示对应阻值和温度。该系统的特点是:使用简便;测量精确、稳定、可靠;测量范围大;使用对象广。关键词: PT100;AT89S52;电阻测量引言RTD是 Resistance Temperature Detector 的缩写,意思是电阻温度探测器。 RTD的电阻值以0阻值作为标称值。0下铂RTD电阻的阻值标准为100,100时为139.1。 RTD的误差要比热敏电阻相对的小,对于铂来说,误差一般在0.01%,镍通常为0.5%。除误差和电阻较小以外,RTD与热敏电阻的接口电路大致相同。在RTD电阻测量系统中,RTD传感器、模数转换器和放大器都是非常重要的器件,由于热电阻RTD具有线性度高、稳定、可重复性利用的特点,其中PT100/PT1000铂热电阻的阻值随着温度的变化而变化,利用这一特点来采集RTD电阻和温度信号,将采集到的信号转换成电压信号;经过LM358双运算放大电路将电压信号放大后,通过逐次逼近式A/D转换器ADC0808转换成数字信号并由单片机系统读取和采集,最后通过LCD1602字符液晶显示出测量结果。本文在分析RTD温度测量系统原理的基础上,对于RTD电阻测量的方法进行介绍,分析RTD器件的性能特征以及各项参数。第1章 方案设计与论证1.1传感器的选择本设计要求对电阻温度探测器(RTD)进行测量,常用的RTD电阻材料有铜、铂、镍及镍/铁合金等,它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等,常用的热电阻如PT100、PT1000 等。RTD是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器,它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。各种不同材料的RTD使用在不同的测温范围场合。RTD的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。由于本设计的任务是要求测量RTD电阻,决定采用RTD中线性度相对较好的PT100作为本课题的RTD传感器,具体的型号为WZP 型铂电阻,该传感器的测温范围从-200+650。具体在0100的分度特性表见附录A 所示。1.2 方案论证方案一:直接测量,直接用欧姆表粗测RTD电阻的值,宜选用量程适中且通过RTD电阻测量电流较小万用表,如选用MF10型万用表,主要用于精度要求低或测量电路好坏时使用,但是这种测量方案没有作为设计的必要。方案二:间接测量,采用RTD传感器通过电桥测量电路输出信号,经信号放大器放大后,送到A/D 转换芯片,将模拟量转化为数字量,传送给单片机控制系统,最后经过LCD1602 显示电阻和对应温度。RTD也是最常用的一种温度传感器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定,使用方便,测量范围为-200+650,完全满足要求,考虑到铂电阻的测量精确度是最高的,所以我们设计最终选择铂电阻PT100 作为传感器。该方案采用热电偶PT100 做为传感器、LM358作为信号放大器,ADC0808作为A/D转换部件。相对与方案一,方案二在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升,所以在这里我选用方案二完成本次设计。1.3 系统的工作原理测RTD电阻的模拟电路是把当前PT100热电阻传感器的电阻值,转换为容易测量的电压值,经过放大器放大信号后送给A/D转换器把模拟电压转为数字信号后传给单片机AT89S52,单片机先对测量参数进行修正再根据公式换算把测量得的RTD传感器的电阻值转换为温度值,并将电阻和温度数据送出到1602液晶进行显示。1.4 系统框图本设计系统主要包括RTD信号采集单元,单片机数据处理单元,电阻、温度显示单元。其中RTD信号的数据采集单元部分包括PT100传感器、信号的获取(采样)电路、放大电路、A/D 转换电路。系统的总结构框图如图1.1所示:图1.1 系统总结构框图第2章 硬件设计2.1 PT100传感器特性和测温原理电阻式温度传感器(RTD, Resistance Temperature Detector)是指一种物质材料作成的电阻,它会随温度的改变而改变电阻值。 PT100 温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数, 其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示: 在0650范围内: Rt =R0 (1+At+Bt2) 在-2000范围内: Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3) 式中A、B、C 为常数, A=3.9684710-3; B=-5.84710-7; C=-4.2210-12; 由于它的电阻温度关系的线性度非常好,因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+T)。其中 =0.00392, Ro 为100(在0的电阻值),T为华氏温度,因此铂做成的电阻式温度传感器,又称为 PT100。 PT100 温度传感器的测量范围广:-200+650,偏差小,响应时间短,还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点,其得到了广泛的应用,本设计即采用 PT100 作为温度传感器。 主要技术指标 1. 测温范围:-200650 摄氏度2. 测温精度:0.1 摄氏度3. 稳定性:0.1 摄氏度Pt100 是电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,然后再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度。采用 Pt100 测量温度一般有两种方案: 方案一:设计一个恒流源通过 Pt100 热电阻,通过检测 Pt100 上电压的变化来换算出温度。方案二: 采用惠斯顿电桥,电桥的四个电阻中三个是恒定的,另一个用 Pt100 热电阻,当 Pt100 电阻值变化时,测试端产生一个电势差,由此电势差换算出温度。两种方案的区别只在于信号获取电路的不同,其原理上基本一致。2.2 信号调理电路 信号调理电路的作用是将来自于现场传感器的信号变换成采集通道中A/D转换器能识别的信号,作为本系统,由于传感器是热电偶 PT100,因此信号调理电路完成的是怎样将与温度有关的电阻信号变换成能被A/D转换器接受的电压信号。2.3 采样电路的设计常用的采样电路有两种:一为桥式测温电路,一为恒流源式测温电路。下面分别对桥式电路和恒流源式电路的原理在设计过程中应注意事项进行说明。桥式测温电路:桥式测温的典型应用电路如图 1 所示(图 2.1 和图 2.2 均为桥式电路,分别画出来是为了说明两线制接法和三线制接法的区别)。 测温原理:R2、R3、RV1和Pt100组成传感器测量电桥,为了保证电桥输出电压信号的稳定性,电桥的输入电压通过TL431稳至2.5V,从电桥获取的差分信号为传感器信号输入端。 图2.1 三线制接法桥式测温电路图2.2 两线制接法桥式测温电路设计及调试注意点:1.同幅度调整 R2 和 R3 的电阻值可以改变电桥输出的压差大小;2.RV1 也可为电位器,调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定,例如Pt100的零点温度为 0,即 0时电阻为 100,当电位器阻值调至 109.885时,温度的零点就被设定在了 25。测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节,这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变;3.电桥的正电源必须接稳定的参考基准,所以设计中采用了TL431可编程精密参考,TL431是三端可编程并联稳压二极管,2.5伏参考使从5.0伏逻辑电源可方便地获得稳定参考电压 。恒流源式测温电路:恒流源式测温的典型应用电路如图 2.3 所示,下图中,由于运放虚地的结果,造成 OP-07 的反相输入端为 0V,而图中 1.5K电阻的下端由于运用精密的电压源 LM336-2.5,外加调整电路,该点电压可调整为2.500V,而由于运放的输入阻抗极高,输入端可以认为不吸入电流,因此从 1.5K电阻上流过的电流大小固定而且一定等于 OP-07 输出端流入温度传感器 PT100 的电流,从而达到恒流的效果,连接 PT100 两端的压差正好反映温度变化的信号送入后级的放大器。图2.3 恒流源式测温电路设计及调试注意点:1.图示 1.5K电阻的精度及温度稳定性要好,需要采用高精度高稳定的电阻;2.一定要选择输入阻抗高的运放, 包括产生虚地处的运放 (图中OP-07) ,否则较大的输入电流也将直接影响恒流的效果;3.参考电压的稳定性要高,这里的参考电压采用是 LM336-2.5V作为参考电压基准。2.4 放大电路的设计放大电路为增加电信号幅度或功率的电子电路。应用放大电路实现放大的装置称为放大器。它的核心是电子有源器件,如电子管、晶体管等。为了实现放大,必须给放大器提供能量。常用的能源是直流电源,但有的放大器也利用高频电源作为泵浦源。放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。输入信号的作用是控制这种转移,使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。现代电子系统中,电信号的产生、发送、接收、变换和处理,几乎都以放大电路为基础。20世纪初,真空三极管的发明和电信号放大的实现,标志着电子学发展到一个新的阶段。20世纪40年代末晶体管的问世,特别是60年代集成电路的问世,加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。放大电路的基本形式有3种:共发射极放大电路,共基极放大电路和共集电极放大电路。在构成多级放大器时,这几种电路常常需要相互组合使用。本设计放大电路采用LM358集成运算放大器,LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。为了防止单级放大倍数过高带来的非线性误差,放大电路采用两级放大,如图2.4所示,前一级放大约为10倍,后一级放大约为3倍。温度在0100度变化,当温度上升时,Pt100阻值变大,输入放大电路的差分信号变大,放大电路的输入电压Av对应升高。设计注意要点:虽然电桥部分已经经过TL431稳压,但是整个模块的电压VCC一定要稳定,否则随着VCC的波动,运放LM358的工作电压波动,输出电压AV随之波动,最后导致A/D转换的结果波动,测量结果上下跳变。图2.4 放大电路2.5 A/D 转换器的选择与设计电路 在我们所测控的信号中均是连续变化的物理量,通常需要用计算机对这些信号进行处理,则需要将其转换成数字量,A/D转换器就是为了将连续变化的模拟量转换成计算机能接受的数字量。根据A/D转换器的工作原理,常用的 A/D转换器可分为两种,双积分式A/D转换器和逐次逼近式A/D转换器。 1. 双积分A/D转换器工作原理 双积分A/D转换器采用间接测量的方法,它将被测电压转换成时间常数 T,双积分A/D转换器由电子开关,积分器,比较器,计数器和控制逻辑等部分组成。 所谓双积分就是进行一次A/D转换需要两次积分。电路先对被测的输入电压Vx 进行固定时间(T0)的正向积分,然后控制逻辑将积分器的输入端通过电子开关接参考电压Vr,由于参考电压与输入电压反向且参考电压值是恒定的,所以反向积分的斜率是固定的,从反向积分开始到结束,对参考电压进行反向积分的时间 T,正比于输入电压。输入电压越大反向积分时间越长,用高频标准脉冲计数测此时间,即可得到相应于输入电压的数字量。特点:可以有效的消除干扰和电源噪声,转换精度高,但是转换速度慢。 2. 逐次逼近型A/D转换器工作原理 逐次逼近型A/D转换器由D/A转换环节,比较环节和控制逻辑等几部分组成。 其转换原理为:A/D 转换器将一待转换的模拟输入电压 Ui 与一个预先设定的电压Ui(预定的电压由逐次逼近型A/D转换器中的D/A输出获得)电压相比较,根据预设的电压Ui是大于还是小于待转换成的模拟输入电压Uin来决定当前转换的数字量是“0” 还是“1”,据此逐位比较,以便使转换结果(相应的数字量)逐渐与模拟输入电压相对应的数字量接近。 在本设计系统中,采用CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器ADC0808,ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。3.ADC0808主要技术指标和特性(1)分辨率: 8位。(2)总的不可调误差: ADC0808为1/2LSB。(3)转换时间:取决于芯片时钟频率,如CLK=500kHz时,TCONV=128s。(4)单一电源:+5V。(5)模拟输入电压范围:单极性05V;双极性5V,10V(需外加一定电路)。(6)具有可控三态输出缓存器。(7)启动转换控制为脉冲式(正脉冲),上升沿使所有内部寄存器清零,下降沿使A/D转换开始。(8)使用时不需进行零点和满刻度调节。4.ADC0808引脚功能(外部特性)如下:ADC0808芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如图2.5.1所示。各引脚功能如下: (1)IN0IN78路模拟输入,通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。(2)D7D0A/D转换后的数据输出端,为三态可控输出,故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最高位,D0为最低位。(3)ADDA、ADDB、ADDC模拟通道选择地址信号,ADDA为低位,ADDC为高位。(4)VR(+)、VR(-)正、负参考电压输入端,用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。在单极性输入时,VR(+)=5V,VR(-)=0V;双极性输入时,VR(+)、VR(-)分别接正、负极性的参考电压。(5)ALE地址锁存允许信号,高电平有效。当此信号有效时,A、B、C三位地址信号被锁存,译码选通对应模拟通道。在使用时,该信号常和START信号连在一起,以便同时锁存通道地址和启动A/D转换。(6)STARTA/D转换启动信号,正脉冲有效。加于该端的脉冲的上升沿使逐次逼近寄存器清零,下降沿开始A/D转换。如正在进行转换时又接到新的启动脉冲,则原来的转换进程被中止,重新从头开始转换。(7)EOC转换结束信号,高电平有效。该信号在A/D转换过程中为低电平,其余时间为高电平。该信号可作为被CPU查询的状态信号,也可作为对CPU的中断请求信号。在需要对某个模拟量不断采样、转换的情况下,EOC也可作为启动信号反馈接到START端,但在刚加电时需由外电路第一次启动。(8)OE输出允许信号,高电平有效。当微处理器送出该信号时,ADC0808/0809的输出三态门被打开,使转换结果通过数据总线被读走。在中断工作方式下,该信号往往是CPU发出的中断请求响应信号。图2.5.1 ADC0808芯片引脚图ADC0808与单片机的连接如图2.5.2所示:图2.5.2 ADC0808电路2.6 显示电路本设计采用LCD1602字符液晶来显示数据,所谓1602是指显示的内容为16*2,即可以显示两行,每行16个字符。字符型LCD1602通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD,多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚),其控制原理与14脚的LCD完全一样,其电路图如图2.6所示:图2.6 显示电路2.7 单片机控制电路本设计是采用AT89S52单片机作为主控电路,其中P2口为A/D转换器的通信端口,P3.1为A/D芯片的时钟控制端口,P0、P3口为LCD液晶的显示端口。如图2.7所示:图2.7 单片机控制电路第3章 软件设计3.1 系统软件设计说明进行微机测量控制系统设计时,除了系统硬件设计外,大量的工作就是如何根据每个测量对象的实际需要设计应用程序。因此,软件设计在微机测量控制系统设计中占重要地位。对于本系统,软件设计更为重要。在单片机测量控制系统中,大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处理包括:数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片机按一定的方法进行计算,然后再输出,以便达到测量控制目的。软件设计主要是对RTD电阻和温度进行采集、显示。因此,整个软件可分为RTD信号采集处理子程序、显示子程序及系统主程序。3.2 软件的有关算法 RTD信号采集处理主要通过A/D转换,A/D处理包括两方面的内容,一是A/D值向实际数据转换。由于干扰或者电路噪声的存在,在采样过程但中会出现采样信号与实际信号存在偏差的现象,甚至会出现信号的高低波动,为了减小这方面原因造成的测量误差,在实际采样时采样18个点,然后再除去其中偏差较大的两个点,即一个最大值和一个最小值,再对剩余的16个点取均值,这样得到的A/D转换结果比较接近实际值。 首先对采样得到的数值进行滤波操作,利用公式:Result=(100*AD_Data)/51得到电压信号,然后利用采样得出的比率公式转换A/D数值,计算并送出A/D转换结果到单片机,RTD电阻:Result0=(Result-76)/6.010+100,RTD温度:Result1=(Result-76)/0.234。3.3 软件的流程图图3.1 系统总流程图 图3.2 A/D转换流程图 图3.3 1602显示流程图图3.4 主函数流程图3.4 部分设计模块1.RTD电阻及温度采集模块通过恒流源电路采集到的信号经过放大电路进行放大后,送入到A/D 转换器进行A/D 转换,再送到单片机进行处理,将电压转换成电阻及温度。程序如下:void Delay()/延时程序。uint Count;for(Count=0;Count250;Count+);unsigned int uiADTransform(uint a)/uint b,AD_Data,Result,Result0,Result1;START=1;/启动AD转换。START=0;while(EOC=0);/等待转换结束。AD_Data=OUTPORT;/AD转换函数,取转换结果。Result=(100*AD_Data)/51;/处理数据结果。Result0=(Result-76)/6.010+100;/处理RTD电阻数据。Result1=(Result-76)/0.234;/处理RTD温度数据。b=a=0? Result0:Result1;return(b);/AD转换函数,返回转换结果。2.LCD1602显示模块将从A/D转换得到的数据处理后通过单片机传送到LCD1602字符液晶并显示出来,其电阻显示和温度显示程序如下:void ShowR(unsigned int Number)/电阻显示unsigned char aNumber3,Count;aNumber0=Number/100;/把计算数字的每个位存入数组。aNumber1=(Number-100*(int)aNumber0)/10;aNumber2=Number-100*(int)aNumber0-10*aNumber1;for(Count=0;Count3;Count+)ShowOneChar(aNumberCount+48);/从首位到末位逐一输出。void ShowT(unsigned int Number)/温度显示unsigned char aNumber3,Count;aNumber0=Number/100;/把计算数字的每个位存入数组。aNumber1=(Number-100*(int)aNumber0)/10;aNumber2=Number-100*(int)aNumber0-10*aNumber1;for(Count=0;Count3;Count+)ShowOneChar(aNumberCount+48);/从首位到末位逐一输出。if(Count=1)/转换结果是3位数,小数点在十位与个位之间。ShowOneChar(.);第4章 电路仿真的设计与分析4.1 Proteus 仿真软件介绍Proteus 7 Professional 是英国Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows 操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:实现了单片机仿真和SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和LCD 系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:6800系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如Keil C51 uVision4 等软件。具有强大的原理图绘制功能。总之,该软件是一款集单片机和SPICE 分析于一身的仿真软件,功能极其强大。4.2 电路仿真设计启动Proteus 软件,按本次设计的原理图画出电路仿真图,根据元件属性设置相应元件参数。仿真图中可以添加电压表来实时参看此处电压值以确定分压信息,由于PT100 温度传感器在仿真过程中波动较大,所以显示的温度跳跃变化,需等待一段时间达到稳定值。仿真中可以通过调节PT100的温度值来改变采样数据的实时变化,以确定仿真数据的稳定性。其仿真图如图4.1所示:图4.1 系统仿真图4.3 仿真分析Proteus 软件的仿真是依靠单片机程序来实现的,因此先将程序通过第三方KeilC51 软件编译,连接,执行后产生一个HEX 文件,再与Proteus 仿真软件进行关联就可以实现仿真。本仿真电路中通过调节电桥的一个桥臂上的可调电阻RV1来调整输入到运放的差分电压信号大小,使输入到A/D 转换器的模拟电压在0-5V 范围内,这样才能进行A/D 转换。本设计的前级放大电路的放大倍数为10倍,二级放大电路放大倍数为3倍,合起来整个放大电路放大了30倍。在仿真过程中由于软硬件影响,还有人为计算误差因素,使得测量电阻和温度结果与理想测量结果存在一定的误差,因此可以通过改变硬件参数和软件程序设计来减少误差。第5章 调试实验 对焊接好的实物进行调试实验,整个调试实验可以分为以下几个过程:(1)将KEIL软件生成的.hex文件通过ISP接口烧录进AT89S52单片机,然后将单片机插入单片机底座,同时把双运放LM358芯片和ADC0808芯片插入其对应的底座,如图5.1所示:图5.1未上电实物图(2)将事先准备好的RTD传感器WZP型PT100铂电阻与RTD电阻采集电路用导线进行连接,如图5.2所示:图5.2 接入传感器实物图(3)将LCD1602字符液晶插入其对应的20座的排针母座,如图5.3所示,到此,整个实物的安装已经全部结束,下面将对实物进行上电测试。图5.3 未上电整体实物图(4)用USB母座对整个电路进行直流5V供电,打开电源开关,电源指示灯亮,表示上电成功,如图5.4所示,LCD1602液晶第一行显示测试内容:(RTD)PT100Test,第二行显示PT100对应当前环境下的阻值和温度。图5.4 上电整体实物图(5)将PT100进行加热,观测RTD电阻阻值变化情况,发现显示其对应当前阻值上升,其温度也随着阻值的上升而上升,如图5.5所示:图5.5 上电整体实物图(温度上升)结 论本RTD测量系统设计,是采用PT100 温度传感器经过放大和A/D 转换器送到单片机进行控制RTD电阻和温度显示。另外本系统还可以通过外接电路扩展实现温度报警功能,从而更好的实现温度现场的实时控制。经过多次的修改和调试测量,本设计基本符合设计要求,由于受人为因素和软硬件的限制,系统难免不了带来一些误差,但通过调节和精确计算可以减小误差。通过本次RTD电阻测量系统的设计,我对RTD电阻测量有了进一步的熟悉和更深入的学习。在整个设计的过程中,本设计的重点和难点是:怎样将PT100 热电阻的非电量信号转换为单片机单片机能识别的电量信号,其中的信号如何放大及放大倍数的确定等等。这次毕业设计从一开始的课题确定,到后来的资料查找、理论学习以及近来的调试和测试过程中使我的理论知识和动手能力进一步得到提升。在画原理图、电路仿真和调试过程中不可避免地遇到各种问题,这要求保持沉着冷静,联系书本理论知识积极地思考,实在解决不了时候可以请教同学或指导老师。虽然在制作过程中不可避免地遇到很多问题,但是最后还是在老师以及同学的帮助下圆满解决了这些问题,实现了整个系统设计与最后调试,相关指标达到预期的要求,很好地完成了本次设计任务。通过本次毕业设计,我了解并掌握了PT100传感器的基本理论知识,更深入的掌握单片机的开发应用和编程控制。为以后从事单片机软硬件产品的设计开发、打下了良好的基础,树立独立从事产品研发的信心,并在这种能力上得到了比较充分的锻炼。致 谢在本次毕业设计中,我得到了指导老师的热心指导。自始至终从设计的选题到设计任务书,开题报告,外文翻译和论文的完成老师一直都关心督促毕业设计进程和进度。帮助解决毕业设计中遇到的许多问题。还不断向我们传授分析问题和解决问题的办法,并指出了正确的努力方向,使我在毕业设计中学习到许多新的知识,也培养了我分析问题的能力和实践动手能力。在这里非常感谢老师的指导和帮助,并致以诚挚的谢意!同时,身边的同学也给了我提供了许多的帮助。在此,我向身边关心我的同学及在设计过程中给予我极大帮助的人致以诚挚的谢意!通过这次毕业设计,使我深刻地认识到学好专业知识的重要性,也理解了理论联系实际的含义,并且检验了大学四年的学习成果。虽然在这次设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练。但是我将在以后的工作和学习中继续努力、不断完善。这次毕业设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程,为今后的发展打下了良好的基础。由于自身水平有限,设计中一定存在很多不足之处,敬请各位老师批评指正。参考文献:1 钱静,辛长宇,朱玉龙.Pt100温度计电阻和温度关系的拟合J.低温与超导,2007,35(4):290-292. 2 郭维廉,梁惠来,张世林等.平面型RTD及其MOBILE的设计与研制J.半导体学报,2006,27(12):2167-21 72.3 孙志强,周孑民,张宏建.热电偶测温系统的不确定度评定与分析,传感技术学报,2X720(5):1061-10644 陈德龙,秦会斌.基于Pt100的电子温度表设计.杭州电子科技大学学报,2005,25(4):42-45. 5 郑建国,一种高精度的铂电阻温度测量方案.自动化仪表,1997.186 李吉林. 90国际温标:常用热电偶、热电阻分度表.北京:中国计量出版社,19987 杨平,李志斌.常用热电阻的温度-阻值变换的解析计算.传感器技术,2002,21(1):38-418 杨毅,敖天勇,成强.8通道8位模/数转换器ADC0808/0809原理及应用,2007,11(132)9 Guo Weilian.Electric charge accumulation effect in RTD.Micro-nanoelectronic Technology,2006,43 (4):17210 IBERGMAN J,CHANG J,JOOY,et al.RTD/CMOS Nano-electronic circuits:thin-film InP-based reson ant tunnelingdiodes integration with CMOS circuitsJ.IEEE ElectronDeviceLetters,1999,(20)3:119.11 TT302Field bus Temperature Transmitter ,2005,31(2):13RTD measurement of resistanceABSTRACTIn this design, which uses the platinum resistance PT100 as the sensor,by adopting the two-wire bridge pattern to measure the electric circuit, which reduces the deviation of measuring the electric circuit, as well as the deviation of PT100 itself. In this paper, applying the AT89S52 single-chip microcomputer (SCM), ADC0808 A / D converter, LM358 amplifier, and platinum resistance PT100 as well as LCD characters LCD1602 to compose the system, writing out the corresponding software program to make it carry out the measurement of resistance and the display of corresponding resistance and temperature. The characteristics of this system are: use easily; measure accurately, stable, and reliable; big measurement range; used objects widely.Key words:Resistance temperature detector (RTD);PT100; AT89S52; measurement of resistance.附录AWZP 型铂热电阻(Pt100)分度特性表 R0=100 欧温度()0123456789电阻值(欧姆)0100.00100.40100.79101.19101.59101.98102.38102.78103.17103.6710103.96104.36104.75105.15105.54105.91106.33106.73107.12107.5220107.91108.31108.70109.10109.49109.88110.28110.67111.07111.4630111.85112.25112.64113.03113.43113.82114.21114.60115.00115.3940115.78116.17116.57116.96117.35117.74118.13118.52118.91119.3150119.70120.09120.43120.87121.26121.65122.01122.43122.82123.2160123.60123.99124.38124.77125.16125.55125.94126.33126.72127.1070127.49127.88128.27128.66129.05129.44129.82130.21130.60130.9980131.37131.76132.15132.54132.92133.31133.70134.08134.47134.8690135.24135.63136.02136.40136.79137.17137.56137.94138.33138.72100139.10139.49139.87140.26140.64141.02141.41141.79142.18142.66附录B程序清单/*/头文件及宏定义/*/#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define START P3_4/START接口。0-1-0:启动AD转换。#define EOC P3_3/转换完毕由0变1。#define CLK P3_1/CLK时钟接口。#define LCDPORT P0/LCD数据接口。#define OUTPORT P2/A/D转换接口uchar code table=0xF4,0xDF;bit DATransform=0;sbit LCDRS=P35;/寄存器选择信号:0-数据寄存器;1-指令寄存器。sbit LCDRW=P36;/读写信号:1-读LCD;0-写LCD。sbit LCDE=P37;/片选信号,当输入下降沿信号时,/*/延时函数/*/void Delay()uint Count;for(Count=0;Count: WriteData(0x27);break;case (: WriteData(0x28);break;case ): WriteData(0x29);break;case *: WriteData(0x20);break;case +: WriteData(0x2A);break;case -: WriteData(0x2D);break;case /: WriteData(0x2F);break;case =: WriteData(0x3D);break;case : WriteData(0x3E);break;case ?: WriteData(0x3F);break;case .: WriteData(0x2E);break;case : WriteData(0x3A);break;case 0: WriteData(0x30);break;case 1: WriteData(0x31);break;case 2: WriteData(0x32);break;case 3: WriteData(0x33);break;case 4: WriteData(0x34);break;case 5: WriteData(0x35);break;case 6: WriteData(0x36);break;case 7: WriteData(0x37);break;case 8: WriteData(0x38);break;case 9: WriteData(0x39);break;case A: WriteData(0x41);break;case B: WriteData(0x42);break;case C: WriteData(0x43);break;case D: WriteData(
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