基于单片机labview的温度测量系统设计（精编版）.docx
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基于单片机 labvi ｅw 的温度测量系统设计———————————————————————————————— 作者:———————————————————————————————— 日期:串口收发电路的温度测量单片机系统设计设计目录第一部分 电路设计 ３1.1 温度采集电路 .３1. ２ 串口收发电路 .71. ３ 温度显示电路 .9第二部分 上位机软件 10２． 1 基于Ｌ abvi ｅw 的温度检测设计第三部分 程序代码 ..电路设计1.1 温度采集电路本设计采用热敏电阻， 通过飞利浦公司生产的 AD 转换芯片 PCＦ959１采集热敏电阻的温度信息，总体电路图如下PＣ F８5９1 简介描述Ｐ CF8591 是一个单片集成、单独供电、低功耗、 8－ bit CMO Ｓ数据获取器件 PＣ F ８５ 91 具有 4 个模拟输入、 1 个模拟输出和 1 个串行 I2C 总线接口 PCF8 ５ 91 的 3 个地址引脚Ａ０ , A1 和 A2 可用于硬件地址编程 , 允许在同个 I２Ｃ总线上接入 8 个 P ＣＦ 85９ 1 器件 ,而无需额外的硬件在 PCF859 １器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向 I ２ C 总线以串行的方式进行传输。
特性【 1 】单独供电【 2 】Ｐ CF85 ９ 1 的操作电压范围 2.5V- ６ V【 3 】低待机电流【 4 】通过 I2 Ｃ总线串行输入／输出【 5 】 PCF859 １通过 3 个硬件地址引脚寻址【 6 】 PＣ F８ 591 的采样率由 I2C 总线速率决定【 7 】４个模拟输入可编程为单端型或差分输入【８】自动增量频道选择【9】Ｐ CF859 １的模拟电压范围从Ｖ SS 到 V Ｄ D【 10】 PCF8591 内置跟踪保持电路【 11 】８ -b ｉ t 逐次逼近 A/D 转换器【 1２】通过 1 路模拟输出实现 DAC 增益引脚信息Ａ IN0~ ＡＩ N3: 模拟信号输入端Ａ 0~A3 ：引脚地址端VDD 、 V Ｓ S:电源端 (2.5 ～ 6V ）Ｓ DA 、SCL:I ２Ｃ 总线的数据线、时钟线OS Ｃ :外部时钟输入端，内部时钟输出端EXT ：内部、外部时钟选择线，使用内部时钟时 Ｅ XT 接地AGND ：模拟信号地Ａ OUT ：Ｄ /A 转换输出端VREF: 基准电源端ＰCＦ８ 591 操作内部地址寄存器内部控制寄存器ＡＤ转换总时序先送入要读取的器件的地址 ,即所要读取的通道，然后等待应答信号，开始读取下位机芯片送来的 AD 数据。
底层驱动时序如下单字读写起始以及停止信号准备完毕的应答信号，上位机接收本电路通过Ｐ CF8591的Ａ IN２通道采集热敏电阻的温度信息 , 通过 I2C 总线方式读取下位机提取的信息，实现温度采集温度传感器 PT１ 00 简介设计原理pｔ 10０是铂热电阻， 它的阻值会随着温度的变化而改变 PＴ后的 100 即表示它在 0℃ 时阻值为１ 00 欧姆 ,在 10 ０℃时它的阻值约为 138.5 欧姆它的工业原理：当 PT100 在０摄氏度的时候他的阻值为 100 欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的温度特性曲线由上图，可以拟合其温度与电阻的关系为R=7７ /20 ０*Te ｍ pera ｔｕ re+ １０ 0;串联的限流电阻的值为１００欧姆，则Ａ D 输入电压的计算公式为ADＶ al ｕ e/ ２ 5５＊ 5000=100/(R+ １ 0０) ＊ 5000;由以上两公式换算可以得到Ｔｅｍｐ eratur ｅ =200/77*(100* ２ 55／ AＤ Vａlue － 1０ 0)1.2 串口收发电路通过串口收发电路， 将采集到的温度信息提取后传送到电脑上， 通过上位机显示所采集的温度信息，实现人机交互界面，更加人性化电路如下 :串口通信芯片采用 美信公司的Ｍ AX ２ 3２引脚介绍第一部分是电荷泵电路。
由１、 2 、 3、 4、 5 、6 脚和 4 只电容构成功能是产生 +１ 2v 和－ 1２ｖ两个电源，提供给 RS- ２ 3２串口电平的需要第二部分是数据转换通道由７、 8、9 、10、11、１ 2、１ 3、14 脚构成两个数据通道其中 1３脚（Ｒ 1I Ｎ ) 、１２脚（ R1 Ｏ UT) 、１ 1 脚（ T１ IＮ）、 14 脚 (T1OUT ）为第一数据通道8 脚（ R２ IN) 、 9 脚 (R ２ OUT ）、 10 脚 (Ｔ 2IN) 、 7 脚（Ｔ 2Ｏ UT) 为第二数据通道TTL ／Ｃ MOS 数据从 T1IN 、 T ２ IN 输入转换成Ｒ S-232 数据从 T1OUT 、 T2OUT 送到电脑Ｄ B ９插头； DB9 插头的 RS-232 数据从 R1IN 、R2IN 输入转换成ＴＴ L/CMO Ｓ数据后从 R １ OUT 、 R2OUT 输出第三部分是供电１ 5 脚 GND 、１ 6 脚Ｖ CＣ (+5 ｖ）主要特点1、符合所有的 ＲＳ－ 2３ 2 Ｃ 技术标准2、只需要单一 +5V 电源供电3 、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力 , 能够产生 + １ 0Ｖ和 -1 ０ V 电压Ｖ +、V-4、功耗低 ,典型供电电流 5mA5 、内部集成 2 个 RＳ -23 ２ C 驱动器6 、内部集成两个Ｒ S－ 232C 接收器7 、高集成度 ,片外最低只需 4 个电容即可工作。
1.3 温度显示电路温度显示电路采用１ 602 液晶，与单片机的 P０口相连 ,实现温度显示，其电路图如下液晶电路的读写时序以及其内部寄存器的操作可以在网上查找，此处不作详述 ,用液晶屏幕实现静态显示温度的功能整体电路如下上位机软件2. １前面板设计温度超过限定值或者低于限定值时 , 指示灯亮起，温度读取开关 , 用于串口的打开和关闭后面板程序框图设计程序代码温度采集部分/******** ＊ * ＊ * ＊* ＊ *** ＊＊ 此部分为 I ２ C 总线驱动程序 ***** ＊ **** ＊ * ＊＊*****/---------- －－ ----- －－ ------I2C.c--------- －－ ---- － -- － ----- － ---#includ ｅ
