温度与电压测量系统毕业论文.doc

图书分类号: 密 级:毕业设计（论文）题目：温度与电压测量系统学生姓名 班 级 学院名称专业名称 指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担论文作者签名： 日期： 年—月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在 学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有有权保留并向国家有关部 门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借 阅可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分 内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日Fl录摘要 1引言 31 •系统总体设计方案 31・1系统的基本任务与要求 31・2温度测量方案 31・3屯压测量方案 41. 4系统框图 41. 5元件简介 42. 系统硕件设计 72. 1系统结构 72. 2硬件结构图 73. 温度电压的测量原理 83. 1温度测量原理 83.2电压测量原理 84. 软件系统设计及程序清单4. 1屯压温度采集器软件系统设计 104. 2定时中断程序流程图 11134. 3外部中断0的流程图 12结语致谢 13参考文献 14附录 15温度与电压测量系统摘要：单片机在检测和控制系统中得到了广泛的应用，温度和电压是一个系统 经常需要测量、控制和保持的量，而温度是一个模拟量，不能直接与单片机交换信 息,采用适当的技术将模拟的温度量转化为数字量在原理上虽然不困难但成本较 高,还会遇到其它方面的问题。

因此对单片机温度测量系统的研究有重要目的和 意义而电压测量通过差动放大器采集直流稳压电源在数码管上显示瞬时电压 木课题主要用于温度检测和电压测量，以MC-51单片机作主控器，以温度传感器 为信息捕获元件，主要有温度检测电路，模/数转换电路，信号放大电路以LED数 码管作温度、电压信息显示电路的系统关键词：单片机温度采样温度传感器直流电压A/D转换器Abstract: The monolithic integrated circuit in examined and in the control system obtained the widespread application, the temperature and the voltage were the quantities which a system needed to survey, to control frequently and maintains, but the temperature was a Simulation quantity, could not with the monolithic integrated circuit exchange information, use the temperature quantity which the suitable technology will simulate to transform directly as the digital queintity in the principle, although not difficulty, but the cost was high, wil 1 also meet other aspects the question. Therefore has the chief purpose and the significance to the monolithic integrated circuit temperature survey systems research. But voltage mcasurcmcnt through diffcrcntiator amplifier gathering cocurrent volt age~s tab 订 ized source on nixie tube demonstration transie nt voltage. This topic mainly uses in the temperature examination and the voltage measurement, makes the master controller by the MC-51 monolithic integrated circuit, take the temperature sensor as the information capture part, mainly has the tcmpcraturc to examine the electric circuit, the mold/number switching circuit, the sig rial amplifying circuit makes the temperature, the voltage information display circuit/ s system by the LED nixietube.Key word:Single-Chip Microcomputer Temperature samplingTemperaturc sensor DC voltage A/D converters引言：当今世界，科学技术的发展口新月异。

在这空前的技术发展过程中，电子信 息技术以其独特的渗透力和亲合力，止在迅速地改变着我们周围的一切利用现 代电子信息技术来改变我们的生活，改变我们的生活，改造传统的合行合业，已 成为当今社会的共识在现代化的工业牛产中，电流、电压、温度、压力、流量、 流速和开关量都是常用的主要被控参数例如：在冶金工业、化工生产、电力工 程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、 热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制采用单片机来对温度进行检 测，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被测温 度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量单片机以其功能强、体积 小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，为自动化和各个测控领域中广泛应 用的器件,在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在口常生活中发挥的作用 也越来越大因此，单片机对温度的测量问题是一个工业生产中经常会遇到的问 题电子计算机的发明是本世纪科学技术的卓越成就之一，它的出现使科学技术 产牛了一场深刻的革命特别是自70年代初以来，随着大规模集成电路的发展, 出现了微型计算机及单片型计算机，其运算速度快，可靠性高，价格便宜，被广 泛应用于工业、农业、国防以及口常生活的各个领域。

本论文以上述问题为出发 点，设计实现了温度和电压实时测量、显示系统1. 系统总体设计方案1.1系统的基本任务与要求(1) 系统的基本要求：要求温度可以在一定范围内，并能在环境温度降低吋自动实时显示，并在温度超 些设定值时进行报警对电压的要求是对于直流稳压电源提供的电压也能实时显 Zj\ O(2) 系统的技术指标木次设计的测温范围：0〜91C,温度分辩率为：0.36C,测压范围是0〜2V, 电压分辩率是0. 0078Vo采用十进制LED动态显示方式3) 温度、电压采集系统说明1、 温度、电压采集系统主要由：单片机、显示电路、AD转换电路、电压放大电 路等模块组成2、 单片机采用：AT89S52,温度、电压的显示是通过单片机动态扫描六位数码管 来完成显示的，系统中运用的AD转换器件为8位的ADC0809来完成模数转换, 电压放大电路由LM324來完成3、 由T ADC0809的参考电压端接的是5伏的参考电压，而我们所测的电压范围 为0~2V,所以要将电压信号进行放大，在放大电路中，我们釆用第一级进行 电压隔离，第二级进行2. 5倍的电压放大4、 我们使用的温度采集电路是集成温度传感器IN35, IN35在0摄氏度吋输出 0V电压，温度每上升1摄氏度输出电压将上升10mV,而我们的测温为0〜91 摄氏度，因此我们将电压值进行5. 4倍放大。

整个系统大概就是这样了1. 2温度测量方案由于温度测量是木设计中的主要内容，所以温度测量的精确非常重要所以提 高温度测量中的准确度很重要方案一：若采用了查表与估算相结合的温度测量方法初步计算：从热电偶 的温度和电势对应表中查出所测温度范围中最大的温度值对应的电势AmV,用最大电压值除电势确定AD521的放大倍数Bo经放大后A*B对应的数字量为C方案二：对电桥测量电路测到的小信号通过三运放组成的差分式放大器放 大根据钳热电阻试验参数及分立元件电阻构成等臂电桥测量电路，三运放差分 式放人器由LM324内部三运放连接而成，在模数转换中由八路A/D转换芯片 ADC0809来完成该方案中采用LM324进行信号放大，电路连接比较繁琐，及 电路中相关电阻参数选取不易控制方案三：采集信号的放大由仪表放大器AD620来完成，电路连接简单，并 且放大系数控制比较灵活方案四：温度传感器使用数字温度传感器DS18b20,这样就可以不用做数模 转换直接进行测量简化了电路，也简化了程序，问题是DS18B20的测量误差 大，无法进行实时显示，必须人工手动按键进行测量综上所述，由于考虑实际条件最后决定利用仪表放大器LM324、A/D转换器 ADC0809构成整个系统的水温测量电路。

1. 3电压测量方案方案一：采用TLC0831作为A/D转换器件，采用点阵型液晶模块LCD1602 作为显示输出器件，为了试验方便直接采用5V电源电压作为A / D的参考电压， 所以可以测量的最大电压为5Vo整体的电路还是比较简单的方案二：利用单片机MC-52与ADC0809设计一个数字电压表，能够测量0— 2V之间的直流电压值，五位数码显示，电路简单通过比较我决定使用方案二进行设计电压测量系统1・4系统基本框图及元件选择系统框图图1.4上图主要介绍该系统的组成模块，由单片机构成的主控模块、电压测量模块、 温度测量模块、控制模块以及显示模块1.5元件简介设计所需的基本元件主要有:89s-52单片机,A/D0809. LM35、74LS373. 74LS192以及74LS28等芯片，以及一些电阻和电位器ADC0809的内部结构图1. 5《ADC0809内部逻辑结构》图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一 个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法地址锁存与译码电 路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转 换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以宜接与系统数据总线相连，表 1-6为通道选择表。

表1 -6 通道选择表C B A被选择的通道0 0 00 0 1巩0 1 0IH.■0 1 11 0 0TN,1 0 1巩1 1 0巩1 1 1IN.•信号引脚ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，其引脚排列见图1. 7™3工叫 巩工％ 工叫 STARTEOC%。