热电偶测温仪课程设计论文

微机化仪表课程设计说明书

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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学位论文版权使用授权书

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摘要

本设计简要介绍了热电偶测温仪的测温原理、所用的硬器件结构与工作原理，并对其进行了硬件设计和软件设计，然后对其最终显示做了试验。通过测定，验证测温仪的误差大小，以便可以工程使用。该测温仪是以AT89C51单片机为核心，由热电偶测量温度，并对其进行冷端温度补偿。该热电偶采用K 型镍铬-镍硅热电偶，测量范围在0—800℃之间。使用＋5V电源。采用4位共阴极LED数码管显示。并利用键盘设定温度上下限，这样当所测温度超越了可测温度范围，报警器鸣镝，报警灯亮，以便通知工程人员做相应处理。在工业测量中，被测对象常存在电场、磁场、噪声等恶劣环境中，这样采样值可能偏离真实值。所以，在软件设计中，还需要一组滤波程序，以提高信噪比，减少乃至消除各种干扰及噪音，提高测量精度。

目录

第1章热电偶测温仪原理与方框图

1.1、热电偶测温原理 (4)

1.2、热电偶测温仪系统方框图 (4)

第2章器件说明

2.1、AT89C51单片机 (5)

2.2、LED数码显示器 (8)

2.3、74LS164(8位并行输出串行移位寄存器) (8)

2.4、X2045 (10)

2.5、热电偶 (12)

2.6、TCL0832 (14)

第3章硬件电路设计

第4章软件电路设计

4.1 A/D转换子程序设计 (15)

4.2 线形化标度变换子程序设计 (16)

4.3 总程序设计 (17)

总结

附录

参考文献

第1章．热电偶测温仪原理与方框图

1.1、热电偶测温原理

热电偶传感器是一种将温度变化转化为电势变化的传感器，它是由两种不同的金属A和B构成一个闭合回路，当两个接触端温度不同，即T>T0时，回路中会产生热电势E AB（T，T0），如图1所示。其中，T称为热端，T0称为冷端，A和B称为热电极。热电势E AB（T，T0）的大小是由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势所决定的。E AB（T，T0）= E（T，T n）+ E（T n，T0）其中T n是参考温度，T0零温。

图1 热电偶

1.2、热电偶测温仪系统方框图

基于热电偶的温度检测框图如图2，温度由K型热电偶检测，并经冷端温度补偿和线形化转化后送到模拟多路开关，由模拟开关切换后，经放大器放大，再由A/D转化器转换成数字信号。AT89C51单片机读取转换的数字信号并进行必要的处理后，将结果存入RAM，同时送LED显示器显示。另外，AT89C51单片机还将依据由键盘输入的温度上下限报警温度值对所检测的温度进行越限光报警处理。

其中温度传感器选用的是K型热电偶（镍铬-镍硅热电偶），测温范围选用0—800度，冷端温度补偿选用补偿导线法。放大电路选用自动调零放大电路，A/D转换器选用TLC0832，单片机选用AT89C51，并另外扩存储器EPROM，RAM，显示选用4段LED数码管，并加报警器，选用一个LED数码管，灯亮表示超过测温上限。

图2 热电偶测温仪方框图

第2章．器件说明

本设计中使用的硬件有AT89C51单片机，TLC0832 A/D转换芯片，74LS164驱动器，X2045看门狗，共阴极LED数码管，+5V标准电源，万用表。

2.1、AT89C51单片机

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2.1.1、主要特性

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程闪烁存储器。寿命：1000写/擦循环。数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定

·128*8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器