测控电路课程设计：温度测量控制系统
温度控制系统课程设计
前言温度是一种最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度。
传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过AD 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口，使得硬件电路结构复杂,制作成本较高。
近年来，美国DALLAS公司生产的DSI18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。
随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。
其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等。
智能温度传感器(亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。
它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE_）的结晶。
目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。
智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。
有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU）,并且可通过软件来实现测试功能，即智能化取决于软件的开发水平。
为了准确获取现场的温度和方便现场控制，本系统采用了软硬件结合的方式进行设计，利用LED数码管显示温度，利用DS18B20检测当前的温度值，通过和设定的参数进行比较，若实测温度高于设定温度，则通过555定时器产生频率可变的报警信号，若实测温度低于设定温度，则加热电路自动启动，到达设定温度后停止。
在软件部分，主要是设计系统的控制流程和实现过程，以及各个芯片的底层驱动设计已达到所要求的功能。
测控电路课程设计温度测控电路
燕山大学测控电路课程设计说明书题目温度测控电路学院（系）：电气工程学院年级专业： XX医疗仪器X班学号： XXXXXXXXXXXX学生姓名： XXX指导教师： XX教师职称： XX燕山大学课程设计（论文）任务书说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
20xx年7月 2日燕山大学课程设计评审意见表目录第1章引言 (2)1.1温度测量系统的简介 (2)第2章温度测量仪的电路设计 (3)2.1 温度测量仪总体框图 (3)2.2 AD590集成温度传感器 (4)2.3 K—℃变换器 (6)2.4 放大器 (7)2.5 比较器 (8)2.6 报警电路设计 (9)2.7 电路原理图 (10)第3章仿真与制作 (11)3.1 电路的仿真 (11)3.2 仿真结果和其分析 (12)第4章课程设计总结 (13)附录元件清单 (14)参考文献 (15)第1章引言1.1温度测量系统的简介生活中有很多需要温度测量的地方比如热水器、电冰箱等温度测量系统就是必不可少的。
它包括了温度传感器、放大器、比较器、电阻、模拟电路实验箱、发光二极管、蜂鸣器等等。
其中温度传感器是一个热敏电阻，它通过感知温度的变化来改变电路中电流的大小，并影响电路中二极管和蜂鸣器中所通过的电流，使其产生变化。
而后通过multisim 软件仿真的实现来使二极管发光以和使蜂鸣器报警，从而来实现温度预警。
温度的测量是生产生活中时常需要的工作，进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性和安全性、开发虚拟传感器和网络传感器测温系统等高科技的方向迅速发展。
Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics 简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
温度测量控制系统课程设计(张仁红)
任务书一．课程设计内容设计题目：温度测量控制系统设计内容：1．设计一个独立的两路温度测量控制系统。
2．温度控制在38℃--40℃之间,测温精度±0。
1℃。
3．要求显示测量的温度信号。
二．课程设计应完成的工作1．设计文本不少于5000字；2．图纸：A3电路原理图一张。
3．文本格式：（1）封面；（2）任务书；（3）摘要；（4）目录；（5）引言（绪论或前言）；（6）设计正文（选题背景、方案论证、设计过程，结果分析与仿真、总结）；（7）参考文献。
三．课程设计进程安排序号课程设计各阶段名称日期、周次1 查找资料，进行方案论证 3.15~3.17第3周2 输入电路的设计 3.18~3.19第3周3 控制单元和显示电路的设计 3.22~3.24第4周4 设计说明书的撰写 3.25~3.26第4周四、设计资料及参考文献[1]孙梅生电子技术基础课程设计[M].高等教育出版社.1990年[2]江晓安模拟电子技术[M].西安:电子科技大学出版社.2007年[3]江晓安数字电子技术[M].西安:电子科技大学出版社.2008年[4]王毓银数字电路逻辑设计[M].北京:高等教育出版社1999年[5]李建忠单片机原理及应用[M].西安电子科技大学出版社 2005摘要本文采用了AD590作为温度传感器把热信号转变成电信号，电信号再经过放大，经过模数转换再输入到CPU。
控制器采用PID控制算法，温度控制的原理是通过调整晶闸管的导通时间来调节加热主回路的有效电压,从而达到温度控制的目的。
系统由AT89C51单片微机、温度传感器、A/D转换器、键盘及显示电路、晶闸管触发电路等组成的控制器和被控对象电阻炉构成一个闭环控制系统。
系统控制程序采用模块化设计结构，主要包括主程序、中断服务子程序、控制算法子程序等。
系统采用过零触发等技术，省去了传统的D/A转换元件，简化了电路，并且提高了系统的可靠性。
关键字：AT80C51、AD590、A/D0809、光耦合器件任务书 (1)摘要 (2)目录 (3)引言 (4)一方案论证与比较 (5)1.0 采用DSP控制的温度控制系统 (5)1.1采用单片控制的温度控制系统 (5)1.2 方案比较 (6)1.3 方案总结 (7)二硬件电路 (8)2.0 温度传感器 (8)2.1 模数转换器ADC0809 (9)2.2 单片机控制核心部分 (10)2.3 输出显示 (11)2.4 加热电路 (12)2.5 降温电路 (13)三软件编程 (14)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，根式将人类社会带入了一个新的时代。
温度测量控制系统的设计与制作
2、参数计算：根据题目要求先设定CON=3V，当Ui≥3V时，OUT端输出低电平；当Ui≤1.5V时，OUT端输出高电平。但题目中是当Ui≤2V时输出高电平,所以在运放的输出端和TRI端之间接了一个电位器,调到3/4处,即当Ui≤2V时,UTRI≤2×3/4=1.5V，OUT端输出高电平。
（四）电压跟随器部分
1．原理：本系统中利用集成运放构成的三个电压跟随器的作用均是防止前面所接电路对后续电路的影响，即起到一个隔离的作用。具体电路图如下：
图7 电压跟随器电路
2、所用芯片：LM324N。
（五）555定时器部分
1、原理：这部分使用的是555定时器的CON端。当CON端电压值给定后，若 ，输出低电平；若 ，输出高电平。（如图6）
电路中使用多个集成运放，选择含有多个集成运放的LM324；且构成电路中的电阻在实际电路中需要微调，为方便，选择使用电位器；
选用了555定时器LM555CM来实现“当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。当输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变”要求。
（2）AD590的使用电路
图4 AD590使用电路
（二）电流信号转化为电压信号部分
1、原理：如图4。
2、参数计算：由欧姆定律：I=U/R，U=IR
得：
（三）加减运算电路部分
1．原理：因为要实现输出电压Uo1在0～5V变化，所以必须通过加减运算电路将输入电压2.73～3.23V转化为0～5V。连接电路如图所示:
在这次设计的过程中，我遇到了很多问题，可以说是困难重重，遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
《测控系统原理与设计》课程设计报告-温度检测系统
测控系统原理与设计》课程设计报告课题：温度检测系统班级测控1 班学号学生姓名指导教师学院电子与电气工程学院2011 年 12 月绪论1.1课题来源温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。
人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。
在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。
比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。
炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境，许多电子设备不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。
可见，研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。
随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。
本设计要求系统测量的温度的点数为 4 个，测量精度为0.5 ℃，测温范围为-20 ℃～+80℃。
采用液晶显示温度值和路数，显示格式为:温度的符号位, 整数部分,小数部分,最后一位显示℃。
显示数据每一秒刷新一次。
1.2课题研究的意义21 世纪科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。
对于本次设计，其目的在于：（1）掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法，利用C51对系统进行编程（2）本课题综合了现代测控、电子信息、计算机技术专业领域方方面面的知识，具有综合性、科学性、代表性，可全面检验和促进学生的理论素养和工作能力。
测控电路课程设计：温度测量控制系统 (1)
温度测量控制系统学生姓名：董锦锦学号：20105042051学院：物理电子工程学院专业：电子信息工程指导教师：马建忠职称：教授摘要：温度的测量是生产生活中时常需要的工作，进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
关键词：温度传感器；高精度；总线标准化；高可靠性；测温系统Temperature measurement and control systems Abstract：Temperature measurement is the production of life often need to work, in the 21st century, the temperature sensor is headed in high precision, multi-function, bus, standardization, high reliability and safety, development virtual sensor and network sensor, research monolithic temperature measuring system and other high-tech direction develop rapidly.Key words：The temperature sensor; High precision; Standardization of the bus; High reliability; Temperature measurement system1 绪论1.1指导思想本课题以PT100热电阻为温度检测元件，设计了一个对单点温度实时检测的单片机温度检测系统。
1.2基本设计内容及要求使用PT100温度传感器（电阻值随温度变化），设计传感器放大电路，将传感器的电阻值转变为0~5V电压信号，将温度值显示出来。
《测控系统原理与设计》课程设计报告-温度检测系统
《测控系统原理与设计》课程设计报告班级测控 1班学号学生姓名指导教师学院电子与电气工程学院2011年12月一、绪论1.1 课题来源温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。
人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。
在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。
比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。
炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境，许多电子设备不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。
可见，研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。
随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。
本设计要求系统测量的温度的点数为4个，测量精度为0.5℃，测温范围为-20℃～+80℃。
采用液晶显示温度值和路数，显示格式为:温度的符号位,整数部分,小数部分,最后一位显示℃。
显示数据每一秒刷新一次。
1.2 课题研究的意义21世纪科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。
对于本次设计，其目的在于：（1）掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法，利用C51对系统进行编程。
电子技术课程设计 温度测量与控制器
电子技术课程设计温度测量与控制器电子技术课程设计--温度测量与控制器电子技术课程设计题目名称：班级：学号：姓名：指导教师：日期：温度测量与控制器一、设计主题温度测量与控制器二、设计任务和要求温度是表征物体冷热程度的物理量，在工农业生产或科学研究中，经常需要对系统进行温度测量，并对系统温度进行自动控制和调节。
下面设计并制作了一个测量和控制系统温度的电路。
电路要求为：① 测量温度和控制温度可以数字显示。
②测量温度范围为0?c~120?c，精度为?0.5?c。
③控制温度连续可调，精度为?1?c。
④温度超过额定值时，产生声、光报警信号。
三、主题分析和内容总结题目分析：温度测控电路是实际应用中广泛使用的一种测量电路。
主要设计要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识，同时综合温度传感器的相关应用，实现温度测量与控制电路的设计。
内容摘要：本次设计以数字电子技术的基础知识为主：用电压比较器来实现温度控采用555组成的多谐振荡器实现声光报警装置，采用内置解码器的四输入数码管对温度进行解码和显示，由集成芯片完成A/D转换。
同时，应用了模拟电子技术中滤波和放大电路的相关知识：a/D转换前的低通滤波器用于滤波干扰信号，放大电路用于使信号幅度与元件的工作范围相匹配。
基于传感器知识，设计了由热敏电阻组成的电桥电路，实现了温度的测量和转换。
四、整体构思和方案选择方案选择：方案一：由555定时器组成多谐振荡电路，时钟电路产生100ms频率时时钟现在变成了计数器中每100毫秒计数一次的数字，然后根据温度分成频率。
每100ms锁存一次锁存电路，锁存后计数器可被清除。
方案二：系统框图如图1所示，温度传感器测量温度，转换成电压信号后经过滤波消除干扰信号，放大电路将所测信号幅度与后续电路的工作范围做一匹配，所得有用信号经过a/d转换专职转换成数字信号。
此数字信号有三条路径：一、进入超限报警装置与所设定的温度范围进行比较，若超限则发出声光报警；二、经过码制转换后进入数码管显示当前所测温度；三、进入数字比较器与输入的控制温度进行比较，产生温度控制机构的工作信号，同时显示输入的控制温度。
温度测量与控制电路设计
目录第1章摘要 (1)第2章设计目的与意义 (2)第3章案论证与确定 (3)3.1系统方案的确定 (3)3.1.1方案一 (3)3.1.2方案二 (3)3.2测量显示方案的确定 (4)3.2.1方案一 (4)3.2.2方案二 (5)3.3 温度传感模块 (5)3.3.1方案一 (5)3.3.2方案二 (6)3.4 数字显示与温度范围控制模块 (9)3.4.1 A/D转换部分 (9)3.4.2 控制温度设定与温度超限判断部分有两种方案： (10)第4章系统工作原理分析 (12)4.1 AD转换 (12)4.2 码制的转换 (14)4.3译码显示 (17)4.4 控制温度设定 (18)4.5 温度超限判断 (20)总结 (22)参考文献 (23)第1章摘要温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。
本次设计主要运用基本的测控技术知识及其基本的温度传感器知识，从基本的单元电路出发，实现了温度测量与控制电路的设计。
总体设计中的主要思想：一、达到设计要求；二、尽量应用所学知识；三、设计力求系统简单可靠，有实际价值。
温度传感选用高精度摄氏温度传感器LM35进行数据采集，通过UA741芯片构成同相比例器实现放大。
AD转换部分使用集成芯片AD5740；二进制到8421BCD码的转换用EEPROM 281024实现；显示译码部分用4511和七段数码管实现；温度控制范围设定采用数字设定方式，用十进制加计数器74LS160和锁存器74LS175实现；温度的判断比较通过数值比较器74LS85的级联实现。
声光报警利用555定时器构成多谐振荡器组成。
温度控制执行部分采用继电器控制的加热制冷装置来实现。
此模块的存在，提高了该系统在工业上的实用性。
【关键词】温度测量、A/D转换、温度控制、声光报警、译码显示、555定时器第2章设计目的与意义随着电子技术的高速发展，对电子方面人才的要求越来越高，不仅要求其具备相关的专业理论知识，还要求其具有较强的设计、制作等实践动手能力。
测控电路课程设计：温度测量控制系统
测控电路课程设计说明书题目：温度测量控制系统学生姓名：解旭东学号： 200806040111院（系）：电气与信息工程学院专业：测控技术与仪器指导教师：张根宝2010 年 1 月 6 日目录1.选题背景 (3)1.1指导思想 (3)1.2基本设计内容及要求 (3)1.3电路特点 (3)2.电路设计 (3)2.1总体设计思想 (3)2.1.1方案论证 (3)2.1.2原理框图 (3)2.1.3硬件设计思想 (4)2.2各主要部件及电路工作原理 (4)2.2.1单片机电路 (4)2.2.1.1时钟显示 (4)2.2.1.2复位电路 (5)2.2.1.3程序流程图 (6)2.2.1.4键盘流程图 (7)2.2.2温度信号的获取与放大 (7)2.2.2.1PT100温度传感器 (7)2.2.2.2信号放大电路 (9)2.2.2.3温度值计算过程 (9)2.2.3模数转换单元电路 (9)2.2.4按键电路 (11)2.2.5显示电路 (12)2.2.6电热杯控制电路 (14)3.数据的处理 (14)4.小结 (15)5.设计体会及今后的改进意见 (15)5.1体会 (15)5.2改进意见 (15)参考文献 (16)附录：元器件清单 (17)1选题背景温度的测量是生产生活中时常需要的工作，进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
1.1指导思想本课题以PT100热电阻为温度检测元件，设计了一个对单点温度实时检测的单片机温度检测系统。
1.2基本设计内容及要求使用PT100温度传感器（电阻值随温度变化），设计传感器放大电路，将传感器的电阻值转变为0~5V 电压信号，将温度值显示出来。
再设计控制电路，控制一个300W 电热杯温度，使其能够稳定在设定的温度值。
1.3电路特点设计以测量显示部分电路为主，以单片机系统为核心，对单点的温度进行实时测量检测。
温度测控系统
浙江传媒学院课程设计（实训）报告学院 _______________专业 _____________ 班级 _______________学号 ____________ 姓名 _______________课题温度测控系统指导教师 _______________报告成绩______________日期：年月日目录1 设计任务与要求 (3)2 设计原理分析 (3)3 设计内容 (3)3.1 资源分配 (3)3.2 硬件原理图 (3)3.3 软件流程图 (7)4 设计心得体会及意见 (9)附录1程序清单 (9)1、设计任务任务：设计一个具有温度上下限可设（矩阵输入、动态数码管显示）、可以显示温度（精确到小数点后一位）、声光报警三种功能的温度测控系统。
通过矩阵输入温度上下限，当温度超过上下限时，蜂鸣器响、LED灯亮以示报警。
显示温度或显示上下限可通过按键实现切换。
2、设计原理分析用单片机P2输出位码，P0输出段码。
P1控制行列矩阵按键。
P3.1、P3.2、P3.4、P3.5、P3.6、P3.7分别对应：是否加温、按键控制外部中断0、DQ脉冲、蜂鸣器、LED-L、LED-H。
当温度低于温度下限时，对应LED-L亮、蜂鸣器响；当温度高于温度上限时，对应LED-H 亮、蜂鸣器响。
通过轻触按键引发外部中断，来选择数码管显示的内容。
1）、初始状态下，数码管显示温度值；2）、按一次，显示温度范围；按第二次，显示回温度值；如此重复。
3、设计内容3.1 资源分配本设计中用到以下资源：51单片机P0、P1、P2及部分P3口，LED灯，动态数码管，矩阵按键，18B20，蜂鸣器。
1）、P0口：用于输出段码2）、P1口：用于控制行列矩阵，扫键、读键值。
3）、外部中断0：用于控制数码管显示温度值或温度范围，以及是否进行加温。
4）、P3口：P3.1口控制是否加温、P3.2口按键控制外部中断0、P3.4口输出DQ脉冲、P3.5口控制蜂鸣器、P3.6口控制LED-L、P3.7口控制LED-H。
课程设计---数字式温度测量控制电路的设计
目次1、引言 (1)1.1、设计任务 (1)1.2、设计要求 (1)2、设计方案： (2)3、温度传感器 (3)3.1、热电偶的测温原理 (3)3.2、K型热电偶特点 (4)4、冷端补偿 (5)5、放大电路 (6)5.1、0P07的功能和管脚图 (6)6、线性校正 (8)6.1、LM324的管脚图和管脚说明 (9)7、设定电路 (11)8、迟滞比较器 (12)8.1、电路组成 (12)8.2、门限电压的估算: (13)8.3、传输特性 (13)9、驱动电路 (15)9.1、继电器 (15)10、A/D转换电路 (17)10.1、ICL7107的引脚图 (17)10.2、ICL7107的工作原理 (18)11、显示 (19)12、电源 (21)12.1电源电路的电路图 (21)12.2电路分析 (21)结论 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附录A (27)附录B (28)1、引言温度是一个基本物理量，也是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关的重要物理量。
温度的测量和控制技术应用十分广泛。
在工农业生产和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动地控制、调节该系统的温度。
通过该设计我们可以直观看到温度视数变化，根据实际系统的需要调节系统温度。
1.1、设计任务进一步熟悉模拟和数字设计方法和规范，并进一步巩固所学模拟电子及相关知识，达到综合应用电子技术的目的，培养设计开发以及动手实践等能力，学会阅读相关科技文献，查找器件手册与相关参数，独立思考分析，完整理总结设计报告。
了解温度传感器件的功能，学会在实际电路中应用。
进一步熟悉集成运算放大器的线性和非线性应用。
了解检测温度的传感器种类不同，采用的测量电路和要求不同，执行器、开关等的控制方式也不同。
运用电子技术来实现温度测量和控制任务，完成温度测量和控制电路的连接和调试。
学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析问题和解决问题的能力。
测控电路课程设计实验报告——温度报警系统 。
测控电路课程设计报告题目：温度测量与显示及报警电路的设计学院：机电工程学院姓名：朱**学号：2011******班级：测控112班日期：2014年*月*日目录一. 设计目的 (2)二. 设计任务及要求 (2)三. 设计内容 (3)3.1 稳压电源电路的设计 (3)3.2 测量电路的设计 (3)3.3 放大电路的设计 (4)3.4 报警电路的设计 (4)3.5 总电路 (5)四. 元器件选择 (6)4.1 热敏电阻的选择 (6)4.2 放大器的选择 (6)4.3 比较器的选择 (7)五. 电路调试 (7)六. 设计的体会及其改进建议 (11)温度测量与显示及报警电路的设计一. 设计目的运用有关的课程的基础理论知识和技能解决实际问题的能力，提高本专业必要的基本技能、方法和创新能力。
完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节、掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。
了解有关电子器件和集成电路的工作原理。
二. 设计任务及要求基本要求：1.利用温度传感器（热敏电阻）测量某环境的温度.2.用数字表头实现测量值的显示；3.温度超过额定值时，产生声、光报警信号。
采用蜂鸣器报警，声音大小由环境温度与报警温度的差值决定。
三. 设计内容3.1稳压电源电路的设计要使电路能够稳定的工作首先就要提供一个稳定的电源，如图1就是我们设计的稳压源电路图，电路中的LM358N为电压跟随器，用来形成稳定的电压源供测量电路使用。
图中1N4732A为4.7V稳压管，调节R3使电压跟随器LM358N的输出Uo1稳定为2.5V，为后面的测量电路提供稳定可靠地电源供应。
其电路原理图如图1：图13.2测量电路的设计如电路图图2所示其中R5为负温度系数热敏电阻，即随着温度的升高，阻值减小。
该热敏电阻在常温（24°C）时电阻为160欧姆。
测控电路课程设计报告
测控电路课程设计报告一、设计要求设计一个温度测量电路，测量范围0.0—50.0℃，精确至小数第一位，采用AD590为传感元件，3个LED数码管显示测得值。
二、电路基本原理传感器输出信号通过温度传感处理电路，得到与温度成正比的电压信号，输入电压比较电路，将比较电路输出电压输入A/D转换电路，驱动数码管显示温度值。
三、设计步骤1、设计传感器输出信号分压比较电路2、根据原理框图各部分的功能，查阅资料，完成单元电路设计，参数计算和器件选择3、列出所有元器件清单，报实验室备件4、按照设计电路原理图在面包板上安装、调试电路5、绘制总体电路原理图6、完成设计报告四、设计内容1、A/D转换及显示电路使用三位半LED显示A/D转换器ICL7107，电源电压+5V。
根据ICL7107芯片手册选取积分电阻470KΩ，积分电容0.22μF，自动校零电容0.047μF，参考电容0.1μF，振荡电容100pF。
再由ICL7101直接驱动3个共阳极数码管，分别显示十位、个位和十分位。
根据“显示值=1000×（VIN/VREF）”，温度每上升1℃，数码管示值增加100（1为十位，00分别为个位和十分位），故选择VREF为4V，则有温度每上升1℃，VIN （=Vo）增大0.04V，即Vo=T/25。
2、温度传感处理电路AD590温度传感器规格如下：其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，温度每增加1℃，传感器增加1μA的输出电流；可测量范围-55℃—150℃；供电电压范围+4V—+30V。
将传感器接入12V电源，并与5.1K电阻串联接地，电阻分压后接电压跟随器以获得稳定的电压输出，电压跟随器以及比较电路中的差动放大器均采用LM358双运放芯片。
AD590的输出电流I=(273+T) μA（T为摄氏温度），V1=(273+T)×5αmV （α为由于电阻精度引起的误差校正系数）。
3、电压比较电路为滤除电源杂波，使用齐纳二极管作为稳压元件，和1.2K 电阻串联后接入12V 电源。
机电系统检测与控制课程设计-测温控制系统
机电系统检测与控制课程设计报告（测温控制系统）专业机械电子班级___机电142________姓名________指导教师___ _______提交日期_2017年_6月_9__日目录一、设计目的和内容 (3)二、测温控制系统 (4)1、硬件设计 (4)1.2.1 显示电路设计 (4)1.2.2 单片机电路图 (6)1.2.3 温度传感器电路图 (8)1.2.4继电器电路 (11)1.2.5 晶振控制电路 (11)1.2.6 复位电路 (12)1.2.7蜂鸣器电路图 (12)1.2.8 按键电路设计 (13)2软件设计 (13)2.1主程序流程图 (14)2.2 读出温度子程序流程图 (15)2.3显示温度子程序流程图 (16)三、测温控制系统的仿真过程 (17)四、仿真分析 (22)五、总结和体会 (23)参考文献 (23)一、设计目的和内容目前，测控系统在工业生产中起着把关者和指导者的作用，它从生产现场到各种参数的获取，运用科学规律和系统工程的做法，综合有效地利用各种先进技术，通过自动手段和装备，使每个生产环节得到优化，进而保证生产规范化，提高产品质量，降低成本，满足需要，保证安全生产。
传统的测控系统主要由“测控电路”组成，所具备的功能较少，也比较弱。
随着计算机技术的迅速发展，使得传统的系统发生了根本性的变化，即采用微型计算机作为测控系统的主题和核心，代替传统测控系统的常规电子线路，从而成为新一代的微机化测控系统。
而由于单片机具有集成度高、功能强、体积小、价格低、抗干扰能力等优于一般CPU的优点，故在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。
将其引人到测控系统中,可在很大程度上提升自动化水平,促进控制质量的进一步提高,经济效益显著,极具推广价值。
在现代生产当中,对于温度的测量与控制是十分必要的,且有着普遍的应用, 在生活中，例如：人们需要对饮水机、热水器的温度进行控制；在养殖业中，人们需要对孵化箱的温度进行控制；在工业生产中，人们需要对各种加热炉、反应炉和锅炉的温度进行控制等。
温度检测及控制电路课程设计
模拟电路课程设计指导老师：学生姓名：专业班级：学号：一、设计课题：温度监测及控制电路的设计二、主要内容1、设计由双臂电桥和差动输入集成运放组成的桥式放大电路。
2、掌握滞回比较器的性能和调试方法。
3、学会系统仿真、测量和调试。
三、设计要求1、撰写设计说明书一份(3000字左右)2、仿真四、课程设计说明书的主要内容及撰写顺序1、课题名称2、设计任务书3、中英文摘要和关键词4、目录5、绪论6、正文（分章、节、小节三级标题撰写）1）方案选择与论证；2）方案的原理框图，总体电路图及原理说明；3）单元电路设计与原理说明，元器件选择和电路参数计算说明；4）电路仿真。
对仿真中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。
7、收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。
8、参考文献9、谢词10、附录A：总电路图和PCB图附录B：元器件清单附录C：集成模块的管脚排列与管脚功能五、参考文献摘要随着数字化时代的到来，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们的要求。
于是提出，测温电路利用铂热电阻桥式温度传感器监测外界温度的变化,通过三运放差分放大电路将温度传感器的阻值变化转换的电压信号的变化放大,然后利用A/D转换实现模拟信号到数字信号的转换，,根据模拟电路部分电路原理计算得出最后输出电压与温度值的关系, 并通过数码管显示当前值，使其与温度数值上相等，从而实现温度的测量；并利用单限比较器来实现对温度的控制，通过设定温度上下限可使整个系统工作于一个限定的温度范围内；再者还加载了报警装置，当被测温度超出设定温度范围时，声光报警装置工作，使它的功能更加完善，使用方便起来。
本设计是采用了温度的测量、温度的显示、温度的控制和报警装置三部分来具体实现上述目的的。
关键字：热电阻，三运放差分电路，，A/D转换器，LED显示电路AbstractWith the advent of the digital age, with the mercury or alcohol thermometer to measure temperature, not only to measure a long time, reading is not convenient, and a single function, can not meet people demands. Therefore proposed that the temperature measurement circuit uses platinum thermistor bridge temperature sensor to monitor the outside temperature changes, and three op amp differential amplifier circuit resistance change of the temperature sensor to convert the voltage signal changes enlarge, then use the A / D converter for analog signal to digital signal conversion, the relationship of the final output voltage and temperature values, calculated according to the part of the circuit schematic of the analog circuit and digital display current value equal to the temperature value, enabling the measurement of the temperature; and use single limit to the temperature control by setting the temperature of the upper and lower limits to bring the whole system in a limited temperature range; Furthermore, the alarm device is loaded, when the measured temperature exceeds the set temperature range, sound and light alarm device, so that its function is more complete and easy to use up. The design is the measurement of temperature, temperature display, temperature control and alarm device three parts to concrete realization of these purposes.目录一、前言-二、绪论三、温度测量与控制设计设计思想及方案论证3.1设计思想3.2设计原理框图3.3设计方案论证3.4 模块划分四、单元电路设计与原理说明、电路参数和仿真结果说明4.1单元电路设计4.2 温度测量的实现过程及参数计算4.3 调试重点和仿真结果五、温度控制及报警电路。
模电课程设计——温度测量控制系统的设计与制作
xxxxxx学院课程设计报告( 2011 -- 2012年度第一学期)名称：模拟电子技术课程设计题目：温度测量控制系统的设计与制作学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：20xx年xx月xx日目录一、电子技术课程设计的目的与要求 (3)二、课程设计名称及设计要求 (3)三、总体设计思想 (3)四、系统框图及简要说明 (3)五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4)六、总体电路 (8)七、仿真结果 (8)八、实测结果分析 (9)九、设计总结 (10)附录I：元器件清单 (11)附录II：总体电路图 (11)附录III：参考文献 (11)一、电子技术课程设计的目的与要求（一）电子技术课程设计的目的课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。
通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
（二）电子技术课程设计的要求1．教学基本要求要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。
教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。
2．能力培养要求（1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
（2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
测控电路课程设计温控
测控电路课程设计温控一、课程目标知识目标：1. 理解测控电路的基本原理，掌握温度控制电路的设计方法；2. 学会使用温度传感器进行温度采集，并能运用模拟电路和数字电路知识对信号进行处理；3. 掌握PID控制算法在温度控制中的应用，了解不同参数对控制效果的影响。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的温控系统，具备实际操作能力；2. 培养学生动手实践、分析问题、解决问题的能力；3. 提高学生团队协作和沟通表达能力，能够在项目中进行有效的分工与协作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对测控技术的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，养成良好的实验习惯；3. 增强学生的环保意识，认识到温度控制在节能环保方面的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，以项目为导向，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的求知欲和动手能力，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践环节，提高学生的实际操作能力。
通过项目实施，使学生能够掌握温控电路的设计、调试与优化方法，达到学以致用的目的。
在教学过程中，关注学生的个体差异，进行差异化教学，确保每个学生都能在课程中取得实际的学习成果。
二、教学内容1. 测控电路基本原理：包括温度传感器工作原理、信号处理电路、PID控制算法等；教材章节：第一章 测控电路基础内容：温度传感器（热敏电阻、热电偶等）的原理与选型，模拟滤波电路和放大电路设计，数字信号处理基础，PID控制原理。
2. 温度控制电路设计：涉及温度采集、信号处理、控制策略及执行机构等；教材章节：第二章 温度控制电路设计内容：温度采集电路设计，模拟信号处理电路设计，数字信号处理电路设计，PID参数整定，执行机构的选型与控制。
3. 实践操作与项目实施：分组进行温控电路设计与制作，进行系统调试与优化；教材章节：第三章 实践操作内容：实践操作流程，项目分组与分工，温控电路设计与制作，系统调试与优化方法。
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测控系统设计论文题目：温度测量控制系统学生姓名：刘涛学号： 0807250223院（系）：自动化工程学院专业：测控技术与仪器2011 年4 月1摘要温度的测量是生产生活中时常需要的工作，进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
Abstract:Temperature measurement is the production of life often need to work, in the 21st century, the temperature sensor is headed in high precision, multi-function, bus, standardization, high reliability and safety, development virtual sensor and network sensor, research monolithic temperature measuring system and other high-tech direction develop rapidly.关键词：High precision, multi-function, bus, standardization, high reliability and safety1.1指导思想本课题以PT100热电阻为温度检测元件，设计了一个对单点温度实时检测的单片机温度检测系统。
1.2基本设计内容及要求使用PT100温度传感器（电阻值随温度变化），设计传感器放大电路，将传感器的电阻值转变为0~5V电压信号，将温度值显示出来。
再设计控制电路，控制一个300W电热杯温度，使其能够稳定在设定的温度值。
1.3电路特点设计以测量显示部分电路为主，以单片机系统为核心，对单点的温度进行实时测量检测。
并采用热电阻PT100作为温度传感器、op07作为信号放大器、ADC0809作为A/D转换部件，对于温度信号的采集具有大范围、高精度的特点。
在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升，具有更高的性价比。
2电路设计2.1总体设计思想2.1.1方案论证方案1：采用单片机测量并控制温度，测量电路采用电桥电路。
此方案硬件电路简单，但是需设计复杂的软件电路。
方案2：采用模拟电路测量并控制温度，测量电路采用电桥电路。
此方案电路复杂，但是不需要软件电路的支持。
采用方案1，此方案硬件电路简单，易于构成。
虽然软件复杂，单片机程序易于获取，且可以用软件校正温度的测量，使测量结果更加精确。
2.1.2原理框图2.1.3硬件设计思想电路中单片机采用的是89C51，是我们书中常用的单片机型号。
在温度信号的获取与放大电路中，以PT100为温度传感器获取温度信号，以放大器op07为信号放大器件。
电热杯控制电路中，由于电热杯是使用220v 的强电，故需要与单片机电路隔离，采用的是继电器控制电热杯。
用7409驱动继电器，二极管作为继电器的保护电路。
显示电路中由于需要显示带小数点的4位数字，采用的是4个Bcd7段带小数点的共阴数码管显示测量值，用8255扩展单片机的输出端口。
键盘电路中采用的是三个独立式按键修改温度的恒定值,按键分别是加、减、功能键。
按下功能键便可修改温度值，按功能键不同次数可以选择加减的幅值，再次按功能键确定。
A/D 转换的好与坏直接关系到整个系统的精确度。
由于本系统测量的是温度信号，响应时间长，滞后大，不要求快速转换，因此选用8位串型A/D 转换器ADC0809便能能达到设计的基本要求。
为进一步提高精度，可以直接采用12位A/D 转换器，也可以采用过采样和求均值技术来提高测量分辨率。
因为8位ADC0809其性价比更高，更重要的是我在课本上学的就是ADC0809，对它更加熟悉，所以本次设计我选用了ADC0809作为模数转换器。
2.2各主要电路及部件工作原理2.2.1单片机电路单片机采用89C51。
AT89系列单片机对于一般用户来说，有下列明显的优点：①内部含有Flash 存储器，在系统开发过程中很容易修改程序，可以大大缩短了系统的开发时间。
②与MCS-51系列单片机引脚兼容，可以直接进行代换。
③AT89系列并不对80C31的简单继承，功能进一步增强，在我国这种单片机受到广泛青睐。
2.2.1.1时钟显示单片机内部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引线XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。
单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需附加电路。
单片机的时钟产生方式有两种。
①内部时钟方式。
②外部时钟方式。
2.2.1.2复位电路单片机的复位是靠外部电路实现的。
单片机工作后，只要在它的RST引线上加载高电平，单片机就能够有效地复位。
单片机通常采用上电自动复位和按键复位两种方式。
2.2.2温度信号的获取与放大在本电路中，以PT100为温度传感器获取温度信号，以放大器op07为信号放大器件。
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
通常将其放在电桥的桥臂上，温度变化时，热电阻两端的电压信号被送到仪器放大器OP07的输入端，经过仪器放大器放大后的电压输出送给A/D转换芯片，从而把热电阻的阻值转换成数字量。
2.2.2.1PT100温度传感器PT100温度传感器为正温度系数热电阻传感器，主要技术参数如下：① 测量范围：-200℃～+850℃；② 允许偏差值∆℃： A 级 ()0.150.002t ±+， B 级 ()0.300.005t ±+； ③ 响应时间＜30s ；④ 最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥200mm ；⑤ 允通电流≤5mA 。
另外，PT100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。
鉑热电阻的线性较好，在0～100摄氏度之间变化时，最大非线性偏差小于0.5摄氏度。
鉑热电阻阻值与温度关系为：① -200℃＜t ＜0℃时，()231001*100Rt R At Bt Ct t ⎡⎤=*+++-⎣⎦；② 0℃≤t ≤850℃时，()21001Rt R At Bt =*++；式中，A=0.00390802；B=-0.000000580；C=0.0000000000042735。
可见PT100在常温0～100摄氏度之间变化时线性度非常好，其阻值表达式可近似简化为：()1001Rt R At =*+，当温度变化1℃，PT100阻值近似变化0.39Ω。
2.2.2.2信号放大电路对信号放大，我使用了低价格、高精度的仪器放大器OP07，它运用方便，O 是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路，可以通过外接电阻方便的进行各种增益的调整。
其增益计算公式为：(1)2.2.2.3温度值计算过程由于A/D 检测到的模拟电压值(2)(3)其中，。
2.2.3模数转换单元电路ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
它是美国国家半导体公司的产品，是目前国内最广泛的8 位通用的A/D转换的芯片。
①ADC0809的内部逻辑结构如图2-2所示。
由上图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
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A/D转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
②引脚结构如图2-3 所示。
ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。
当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量送入转换器进行转换。
A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。
通道选择表1如下：2.2.5显示电路在单片机应用系统中，如果需要显示的内容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。
LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。
LED数码管是由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。
图8为0.5英尺LED数码管的外形和引脚图，其中七只发光二极管分别对应a～g笔段构成Dp作为小数点。
因此这种LED显示器称为七段数码管或八段数码管。
当LED数码管与单片机相连时，一般将LED数码管的各笔段引脚a、b、…、g、Dp按某一顺序接到MCS－51型单片机某一个并行I/O口D0、D1、…、D7，当该I/O口输出某一特定数据时，就能使LED数码管显示出某个字符。
LED数码管编码方式有多种，按小数点计否可分为七段码和八段码；按共阴共阳可分为共阴字段码和共阳字段码，不计小数点的共阴字段码与共阳字段码互为反码；按a、b、…、g、Dp编码顺序是高位在前，还是低位在前，又可分为顺序字段码和逆序字段码。
甚至在某些特殊情况下将a、b、…、g、Dp 顺序打乱编码。
2.2.6电热杯控制电路电热杯控制电路采用的是继电器控制电热杯，用7409驱动继电器，二极管作为继电器的保护电路。
其电路仿真图如下：3.小结本方案设计完成温度测量及控制的任务。
由总体电路可知此温度测量控制系统硬件电路由于单片机的使用简单明了，每一部分功能较为单一集中，便于设计及排查问题，但软件方面较为复杂。
使用PT100作为温度传感器元件，可用连续采样取平均值的方法减少误差，使结果较为准确。
4.改进意见本设计中使用单片机测量温度，通过继电器控制单片机的方案，需要准确的单片机程序，并且可以尝试设计智能系统，控制测量温度的数值或范围，功能将更加完善。
参考文献[1]张国雄.测控电路（第三版）.机械工业出版社.2008.1[2]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社.1993.8[3]何道清张禾谌海云 .传感器与传感器技术（第二版）.科学出版社.2008.3[4]黄继昌，张海贵，郭继忠. 实用单元电路及其应用[M]. 人民邮电出社，2002[5]沙占友，王彦朋，孟志永. 单片机外围电路设计[M]. 电子工业出版社，2003[6]张福学. 传感器应用及其电路精选[M]．北京：北京电子工业出版社，1991。