基于STC89C58的铂电阻温度测量系统

２ 系 统硬 件 设 计
２１ 主控电路设计 ． ＳＣ ９ ５ Ｔ ８ Ｃ ８是 一种新 型 的 ５ １内核 的单片 机 ．它包 含有 ３ Ｋ的 ２ Ｆ Ａ Ｈ．． Ｌ Ｓ １ Ｋ的 Ｒ Ｍ， ２ Ａ 是一种低 功耗和高性 能的 ８ 位单 片 干扰能力 。本次设计选用这个单片机 １ 为主控芯片。 系统 中的单片机主要 负责处理 Ａ 此 Ｄ转换器输出的数 字 信号 ． 并且 得到对应的温度值 ， 显示 在 Ｌ Ｄ显 示屏上 ， Ｃ 当超过设定 的 警戒值时会进行 报警
Ｉ１ ８
科技信息
。机械 与电子 ｏ
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｆ ＭＡ ＩＮ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ ＧＹＩ ＯＲ ＴＯ Ｎ
１ 系统 结构 和工 作 原 理
１１ 系统结构 ． 该 系统以 Ｓ Ｃ ９ ５ 为核心 ， Ｔ ８Ｃ ８ 由两路通道切 换电路 ， 信号采集 和
处理电路 ，Ｄ转换电路 ， Ａ 报警电路 ， 显示电路等部分组 成 ， 具体系统方
框 图如图 １ 示。 所
虹绿 红 摹 ｝ 虹绿 扛 绿
一
２ ％， １０ １ ３ ０ ３ ０ ３ ） 得到 电阻范 围 １７ ８ ｆ ９ １． ７￣ ７ 系统刚启动时会有两个选项 ． 其中一个是设定报警值 ． 另一个是 １５ 根据 Ｒ ＝ ０ （＋ ． ８ １ — ￡ ， ４ ．５ ｆ． ．１Ｖ到 Ｏ１８ ．４ Ｖ。 读取单 片机 内的报警值。然后 默认选择一个通道进行温度测量 ， 电 到 １８８ ３￣电压范围为 Ｏ１７ 铂 Ｇ ＮＤ 阻采用 四线制Ⅲ 信号采集 由 一个运放组成 的恒流源和铂 电阻 串联获 得 ． 电阻两端 的电压信号经过仪表 放大器 Ａ ６０ 大 ． 铂 Ｄ２ 放 调整成 Ａ Ｄ 转换器的电压范围。之后输 出的模 拟量经过高速 Ａ Ｄ转换器 Ａ ０ ０ Ｄ ８４ 转换为数字 信号 ． 送人 单片机 。 经过单片机运算 处理 ， 温度显 示在 将 Ｌ Ｄ显示屏上。 Ｃ 如果超过报警值 ， 则会发出报警（ 红灯亮 ） 同时按 “ 。 键会切换 另一路通道进行温度测量 。
【 摘 要 】 绍一种基于 Ｓ Ｃ ９ ５ 的温度测量 系统的制作方案。采 用 Ｓ Ｃ ９ ５ 介 Ｔ ８Ｃ ８ Ｔ ８Ｃ ８为控 制芯片 ， 用铂 电阻 Ｐ １０ 使 Ｔ ０ 采集 温度信号 ， 通过 Ａ ０ ０ 采样电压 ， Ｌ Ｄ上显示温度值 ， Ｄ ８４ 在 Ｃ 并具有报警温度设定 ， 和双通道测量的功能。 测试结果表 明， 系统测量温度准确稳 定， 该 成本低 ， 可靠 性 高， 有很 高的 实用价值 。 【 关键词 １ 温度测量；Ｔ ０ ； Ｐ １０ 双通道 ；Ｔ ８Ｃ ８ Ｓ Ｃ ９ ５ ０ 引 言
温度 的测量在气象行业和工业应用中有着广泛 的应用。 随着时代 的发展 ， 数字化让人们 的生活更加的便利 ， 数字化产 品越来越普遍 ， 数 字温度计就是一个例子 。 中铂 电阻作为一种温度采集传感器使用也 其 非常普遍 ， 它具有测量 的温度范围宽， 精度高 的优点 。 因此本系统选用 铂 电阻 Ｐ １０来介绍一种温度测量 系统 。 Ｔ０ ‘
｝ 铂
１ ｒ
ＪＤｉ ｎ ｉ ａ
｝ 两路通道切换电路 Ｉ
单片 机
１ ｒ
图 ２ 双 通 道切 换 电路
信 号采 集 和处 理 电路 ｌ
２３ 信号采集 电路 ． 此次设计采用铂 电阻温度传感器 Ｐ １０进行温度的采集 ． Ｔ０ 具体的
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图 １ 系统结构框图
１２ 工 作 原 理 ．
２２ 双 通 道切 换 电路 ．
阔 ３ 信 号 采 集 电路
２ 信 号调理 电路 ． ４ Ａ ６０ Ｄ ２ 是一款低成本 、 高精度仪表放大器 只需要 一个外 部电阻 ． 本系统可以进行两路通道的温度测量 ．因为铂 电阻是 四线制 ． 采 Ａ ６０ 高精度 、 低失调电压和低 用 四个继 电器 同时选择一个铂 电阻传感 器的一条线 的方式来选择其 就可以设 置增益 此外 ．Ｄ ２ 具有功耗低 、 中一个传感器 ． 具体电路如图 ２ 所示。继电器 由 Ｕ Ｎ ０ ３控制 ， Ｌ ２０ 它是 失 调漂移 的优点 ．是各种传感器 接口进行精 密数据采集 的理想之选。 ． 脚 脚之 间的电阻 ， 就能实 现不 高耐压 、 电流 复合晶体管阵列 ， 大 由七个 硅 Ｎ Ｎ复合 晶体 管组成 ， Ｐ 能 具 体实现 电路如 图 ４ 只要改变 １ 和 ８ 够在关 态时承受 ５ Ｖ的电压 通过单片机控制 Ｕ １ ０ ３的一个脚就 同的增益 ， ０ Ｎ２ ０ 其增益计算公式为 ： ＝ Ｇ １本次设计根据实际需要 ：＋， 能控制继 电器 ． Ｌ ２ ０ 的 １ Ｕ Ｎ ０３ 脚与单片机 的 Ｐ ＿脚相连 ２ ３
电路如图 ３ 所示 。 电阻温度传感 Ｐ １０ 铂 Ｔ ０ 器精度高， 稳定性好 ， 应用范 围广 ．是 中低温测 量最 常用 的一种 温度检 测器 ，其 电阻变 化率 为 ０ ８ １ ／ 因为铂电阻的电阻阻值随温度基本是线性 变化 ， 以通过 ． ５ １ ℃ ３ ） 可 个恒流源 ． 如图 ３ 所示 （ 中 Ｒ 为铂 电阻 ）这种电流源设计简单而 其 Ｌ ， 且精度很高 ． 中恒流源 电流为 １ Ａ 设计 Ｍ 。当 １ Ａ的电流流过铂电阻 ， Ｍ 把 温度信号转 换为 电压信号 因为测 量 的温 度范 围设定 为一５ 到 ４￣ Ｃ
２１ ０ ２年
第 ９期
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｏ ＹＩＦ Ｒ Ｔ Ｏ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｇ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ
ｏ机械 与电子 。
科技信息
基于 Ｓ Ｃ ９ ５ 的铂电阻温度测量系统 Ｔ ８Ｃ ８
李 峰 葛 熠 （ 南京信 息 工程大 学 电子与信 息工 程学 院 江 苏
南京 ２ ４ ） １ ０ ４ ０