智能仪器课程设计反应器的智能温控仪表设计.docx

智能仪器设计课程设计

设计名称反应器的智能温控仪表设计专业班级_________________

学号____________________

姓名__________________________

指导教师___________________

目录

摘要 (2)

第一章国内外温度检测技术的发展动向 (3)

第二章设计要求 (4)

第三章设计原理 (4)

第四章设计内容 (4)

4.1硬件电路的设计 (5)

4. 1. 1主控芯片STC89C51的接口连接 (5)

4. 1.2电源电路 (5)

4. 1.3 LED显示电路 (6)

4. 1. 4 AD转换器TLC1549的电路连接 (6)

4. 1. 5 DA转换器TLC5615的电路连接 (8)

4. 1.6 2C接口存储器24C02和蜂鸣器的电路连接 (10)

4. 1. 7 4-20mA电流输岀电路 (10)

4. 1.8功率输出电路 (11)

4. 1. 9热电阻CU50信号调理电路 (11)

4・2软件电路的设计 (12)

4.2. 1主程序 (13)

4. 2.2读写程序 (13)

4. 2. 3报警程序 (16)

4.2.4数字滤波 (17)

4. 2・5标度变换 (17)

4・2. 6非线性矫正 (18)

4. 2・7比例控制算法 (19)

4・2. 8按键处理程序 (20)

4. 2. 9数据扫描程序 (22)

第五章总结 (23)

第六章参考文献 (24)

摘要

温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量，也是工业控制中主要的被控制参数之一，对温度的测量与控制在现代工业中也是运用的越来越广泛。

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硕件结构，提高其性能价格比。它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手, 一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本课程设计基于CU50传感器和STC89C51单片机的智能测温仪表。智能测温仪表电路主要由STC89C51单片机、按钮、数码管、LED显示、串行通信接口、电源、ADC、E2PR0M等电路组成，其以51单片机为核心控制部件，利用CU50阻值随温度变化的特点，将其和其他三个电阻构成非平衡电桥，因而，温度的变化可转化成电桥输出微弱电压信号的变化，电压信号经集成运放电路放大后送到A/D转换器，将模拟信号变换成数字信号。单片机根据输入量和设左量进行运算，将结果送到数码管显示，完成对温度的测量。主要介绍了温度的自动测量，包括温度传感器、单片机接口及其应用软件的设计，大体分为以下几大部分：介绍了国内外温度检测技术和软件电路和硬件电路的设计，并且分析了温度检测技术的未来发展方向；根据实际使用要求设计了相应的单片机硬件系统，该系统能够实现数据采集、数据处理、温度值的在线显示以及时钟电路的时间显示对该温度仪表的未来发展进行了展望。

微电子技术和通信技术的发展极大地促进了智能测量控制仪表的发展。单片机技术、通信技术及各种功能芯片的广泛使用为智能仪表的设计提供了新的方案，使智能仪表成为了现代测控技术的主要工具。本文以电阻炉为控制对象、智能仪表为控制工具、热敏电阻为温度传感器、移相触发模块为执行元件、RS-485串口通信设计温度控制系统。

关键词：温度测量多功能智能化单片机

第一章国内外温度检测技术的发展动向

随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围也不断扩大，因而对温度检测技术的要求也愈来愈高，一般可以归纳以下几方而。

(1)扩展检测范围。现在工业上通用的温度检测范围为一200"30000C,而今后要求能测量超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切，如IOK以下的温度检测是当前重点研究课题。

(2)扩大测温对象。温度检测技术将会由点测温发展到线、面，甚至立体的测量。应用范围己经从工业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。

(3)发展新型产品。利用老的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品,以满足于用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。

(4)适应特殊环境的测温。在许多场合中的温度检测器有特殊要求，例如防爆、防硫、耐磨等性能要求;又如移动物体和高速旋转物体的测温、钢水的连续测温、火焰温度检测等。

(5)显示数字化。温度仪表向数字化方向发展。其最大优点是直观、无度数误差、分辨率高、测星误差小，因而有广阔的销售市场。

(6)标定自动化。应用计算机技术，快速、准确、自动地标定温度检测器。

根据上述要求，国内外温度仪表制造商将向以下几方面发展。

(1)继续生产量大面广的传统温度检测元件，如:热电偶、热电阻、热敏电阻等。

(2)加强新原理、新材料、新工艺的开发。如近来己开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度检测器，厚膜、薄膜钳电阻温度检测器，硅单晶热敏电阻温度检测器等。

(3)向智能化、集成化、适用化方向发展。新产品不仅要具有检测功能，又要具有判断和指令等多功能，采用微机向智能化方向发展。

随着国内外工业的日益发展，温度检测技术也有了不断的进步，目前的温度检测使用的温度计种类繁多，应用范围也较广泛，大致包括以下几种方法：

(1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计。

(2)利用热电效应技术制成的温度检测元件。利用此技术制成的温度检测元件主要是热电偶。

(3)利用热阻效应技术制成的温度计。用此技术制成的温度计大致可分成以下几种：电阻测