智能温度测量仪课程设计

合集下载

智能化温度测量仪

智能化温度测量仪

《过程控制系统》课程设计设计题目:智能化温度测量仪设计学生:专业:测控技术与仪器班级学号:指导教师:吕江涛设计时间:2012.6.17-2012.6.29东北大学秦皇岛分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计任务书专业测控技术与仪器班级姓名设计题目:智能化温度测量仪设计一、设计实验条件过程控制系统实验室实验系统二、设计任务1、温度传感器采用AD590,单片机为核心温度控制系统。

系统主要由温度传感器,单片机控制系统、锅炉温度对象、执行器(查找资料自己选择)等组成.2、写出温度测量过程,绘制温度测量仪组成框图3、(1)系统硬件电路设计单片机采用89S52;共阴极数码管,A/D采用ADL7315。

(2)编制温度测量程序:软件采用模块化程序结构设计,由温度采集程序、温度校准程序与测量程序三部分组成。

三、设计说明书的内容1、设计题目与设计任务(设计任务书)2、前言(绪论)(设计的目的、意义等)3、主体设计部分4、参考文献5、结束语四、设计时间与设计时间安排1、设计时间:2周2、设计时间安排:熟悉实验设备、实验、收集资料:4天设计计算、绘制技术图纸:4天编写课程设计说明书:5天答辩:1天目录一概述 (4)1 引言 (4)2 设计要求 (5)3工作原理 (5)4方案设计 (6)二系统硬件设计 (7)1 单片机控制模块 (7)2 AD590温度采集模块 (8)3 A/D转换模块 (10)4 键盘扫描模块…………………………………………5 报警电路………………………………………………6 温度控制器件电路……………………………………7 接口通信电路…………………………………………8 电源输入部分…………………………………………三程序设计………………………………………………..1 程序结构分析…………………………………………2 程序流程图……………………………………………四结束语…………………………………………………………………………………..五参考文献………………………………………………………………………………….六附录……………………………………………………………………………………..前言【摘要】:本课题介绍了以AT89S52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。

智能温度测量仪表课程设计报告

智能温度测量仪表课程设计报告

智能温度测量仪表课程设计报告课程设计报告课程:智能测量仪表题目:智能测量仪表学生姓名:XXXXXX专业年级:2009 自动化指导教师:XXXXXX XXXX信息与计算科学系2013年3月25日智能测量仪表本次课程设计中智能温度测量仪表所采用的温度传感器为LM35DZ。

其输出电压与摄氏温度成线性比例关系,无需外部校准,在0℃~100℃温度范围内精度为0.4℃~±0.75℃。

,输出电压与摄氏温度对应,使用极为方便。

灵敏度为10.0mV/℃,重复性好,输出阻抗低,电路接口简单和方便,可单电源和正负电源工作。

是一种得到广泛使用的温度传感器。

本次课程设计的主要目的在于让学生把所学到的单片机原理、电子线路设计、传感器技术与原理、过程控制、智能仪器仪表、总线技术、面向对象的程序设计等相关专业课程的内容系统的总结,并能有效的使用到项目研发中来,做到学以致用。

课程设计的内容主要分为三个部分,即使用所学编程语言(C或者汇编)完成单片机方面的程序编写、使用VB或VC语言完成PC机人机界面设计(也可以用C+API实现)、按照课程设计规范完成课程设计报告。

目录1.课程设计任务和要求 (3)1.1 设计任务 (3)2.2 设计要求 (3)2.系统硬件设计 (3)2.1 STC12C5A60S2单片机A/D转换简介 (3)2.2 LM35DZ简介 (7)2.3 硬件原理图设计 (7)3.系统软件设计 (10)3.1 设计任务 (10)3.2 程序代码 (10)3.3 系统软件设计调试 (17)4.系统上位机设计 (18)4.1 设计任务 (18)4.2 程序代码 (18)4.3 系统上位机软件设计调试 (21)5.系统调试与改善 (22)5.1 系统调试 (22)5.2 系统改善 (22)6.系统设计时常见问题举例与解决办法 (24)7.总结 (25)1. 课程设计任务和要求1.1课程设计任务本次课程设计要求设计出智能化温度测量仪表,要求该测量仪表能够将所测得的温度数据和当前电机设备的运行状况远传给上位机。

智能温度测量仪课程设计报告

智能温度测量仪课程设计报告

课程设计报告智能温度测量仪专业:班级:学生姓名:学号:指导教师:完成时间:文献综述----智能温度测量仪摘要:本文主要介绍了智能温度测量仪的设计,包括硬件和软件的设计。

先对该测量仪进行概括性介绍,然后介绍该测量仪在硬件设计上的主要器件:“Pt100热电阻”、AT89C51单片机和LCD显示器以及描述测量仪的总体结构原理。

在本设计中,是以铂电阻PT100作为温度传感器,采用恒流测温的方法,通过单片机进行控制,用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。

总体来说,该设计是切实可行的。

关键词:温度;Pt100热电阻;AT89C51单片机;LCD显示器。

Abstract: This paper describes the design of the intelligent temperature measuring instrument, including hardware and software design. Be the first general description of the measuring instrument, and then describes the hardware design of the measuring instrument's main device: "Pt100 thermal resistance", AT89C51 microcontroller and LCD display, and describe the principle of measuring the overall structure. In this design, as is the PT100 platinum resistance temperature sensor, temperature measurement using constant current method, through the microcontroller to control, amplifier, A / D converter for temperature signal acquisition. Overall, the design is feasible. Key words: temperature; Pt100 thermal resistance; AT89C51 microcontroller; LCD monitor.引言: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参数之一。

智能温度测量仪的设计1

智能温度测量仪的设计1



反相输入端电压为 运算放大器的 输入端差压为: 由于运算放大器的输出端与A/D 转换器的输入端相连后进入单片机,而单片机输入端数字量对应 的TTL电平为0V~5V,因而200℃时,经放大后应为5V,所

以可以确定运算放大器的放大倍数为 ,因而运算放大 器的反馈电阻应选为71.3K。 由上述推导可以得出:测温范围0~200℃;对应铂电阻100~177.86Ω;对应的运算放大器的输入端电压0~0.7V; A/D转换器的输入端电压为 0~4.97V;对于0.03V的误差可以在软件中进行修补。
5个LED检查完?
8路通道全为零?
置LED正常显示,状态字为0x0f00
结束
置数码管全为零
5个LED全为零?
结束

第三章 硬件设计
3.1 输入信号调理电路
温度测量模块是一个输入信号调理电路,它是由一个铂电阻电桥电路和一个运算放大电路组成。铂电阻电桥电 路先采集温度信号,然后把温度信号转换为电压信号,再有运算放大电路把电压信号放大为0~5V。其电路图如下: 因为当温度是0℃是铂电阻的阻值为100Ω,所以铂电阻电桥的其他三个电阻也应取值100Ω,此时电桥平衡,运 放的输入端电压为零;由于运算放大器的输入电流为3~50nA,因而输入端的限流电阻选择10K。由于本设计中测温 电路的范围为0~200℃,则对应的铂电阻的热电阻的范围100Ω~177.86Ω;桥路的供给电压为5V,运算放大器的 输入端电压为: 0℃时: 同相输入端电压为2.5V; 反相输入端电压为2.5V; 经过运算放大器放大后输出0V; 200℃时:同相输入端电压为2.5V;




第二章 主体结构设计
2.1 方案的确定 本设计的主要目的是对8路温度进行循环采样,并显示最高温度值。测温范围为0~ 200℃,温度显示的精度为0.1℃。为此,本课题采用经典的、常用的、低成本的方案进行 设计。设计框图如图所示,即系统基本分为四大模块,温度采样及信号调理电路,A/D转 换电路,微处理器,显示模块。

数字温度测控仪课程设计

数字温度测控仪课程设计

数字温度测控仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字温度测控仪的基本原理,掌握温度传感器的工作方式和特点;2. 学会解读数字温度测控仪的电路图,了解各部分功能及相互关系;3. 掌握数字温度测控仪的编程方法,实现对温度的实时监测与控制。

技能目标:1. 能够正确操作数字温度测控仪,进行温度的采集、处理和显示;2. 学会使用相关软件对温度数据进行实时监控和分析;3. 培养动手实践能力,能够独立完成数字温度测控仪的组装与调试。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对物理学科的热爱,激发探究科学技术的兴趣;2. 增强学生的团队合作意识,培养协同解决问题的能力;3. 培养学生严谨的科学态度,认识到科技发展对现实生活的影响。

课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,结合理论知识与实际操作,培养学生动手能力和创新能力。

学生特点:初三学生已具备一定的物理知识和实验技能,对新鲜事物充满好奇,具备一定的自主学习能力。

教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导他们主动探究,提高解决问题的能力。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识:- 温度传感器原理与分类;- 数字温度测控仪的电路组成与功能;- 编程基础及温度控制算法。

2. 实践操作:- 数字温度测控仪的组装与调试;- 温度数据的采集、处理与显示;- 编程实现对温度的实时监控与控制。

3. 教学大纲:- 第一阶段:理论知识学习(2课时)- 温度传感器原理与分类;- 数字温度测控仪电路组成与功能。

- 第二阶段:实践操作(4课时)- 数字温度测控仪的组装与调试;- 温度数据采集、处理与显示。

- 第三阶段:综合应用(2课时)- 编程实现对温度的实时监控与控制;- 分析温度控制算法在实际应用中的优化。

4. 教材章节及内容:- 教材第四章:传感器及其应用- 4.2节:温度传感器- 教材第五章:数字温度测控仪- 5.1节:数字温度测控仪的组成与工作原理- 5.2节:数字温度测控仪的编程与应用教学内容根据课程目标进行科学、系统地组织,确保学生在学习过程中掌握必要的理论知识,同时培养实践操作能力。

智能温度测量仪的方案设计书(1)

智能温度测量仪的方案设计书(1)

华中科技大学文华学院智能仪器课程设计题目:智能型温度测量仪的设计专业: 09电信3班姓名:杨鑫学号: 0901********指导老师:夏银桥智能型温度测量仪的设计一、课程设计的目的通过本课程设计,使我们掌握智能仪器的一般设计方法,熟悉系统硬件和软件的一般开发环境和开发流程,为设计和开发智能仪器打下坚实的基础。

二、设计任务及要求设计功能要求:①.配合电阻温度传感器,实现温度的测量;②.具有开机自检、自动调零功能;③.具有克服随机误差的数字滤波功能;④. 使用220V/50Hz交流电源,设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能设计;主要技术指标:①.测量温度范围:0~200℃②.测量误差:≤1%⑥.显示方式:4位LED数码管显示被测温度值三、总体方案论证与选择将集成温度传感器AD590(0℃时为0.2732mA)因温度变化,导致电流变化(0.001mA/℃),经OPA转换为电压变化输入ADC0804,输入电压Vin(0~5V之间)经过A/D转换之后,其值由8751处理,最后将其显示在D4,D3,D2,D1共四个七段显示器。

其中包含了时钟显示电路。

该温度测量仪可以实现温度的测量,数据的显示、储存以及日历时间的显示。

从功能要求看,系统功能并不复杂,52系列即8051单片机完全可以胜任主机的角色。

从测温范围看,电流型两线制集成温度传感器AD590可满足设计要求。

从测量误差看,普通运放和10位以上的A/D转换器可以满足精度要求。

方案1集成电路温度传感器→测量放大电路→AD转换器→单片机→DA 转换器→放大器→输出方案2热电阻传感器→电压放大电路→AD转换器→单片机→DA 转换器→滤波器→输出以上两个方案的主要区别是选用的传感器不同,两种传感器都具有测量精度较高的特点。

热电阻传感器测温范围更宽,但需要非线性校正;集成电路温度传感器测温范围较窄,但线性很好,不需要非线性校正,软、硬件设计较简单。

四、系统总体原理框图图2.6 系统总体原理框图信号输入部分总体设计五、各模块的方案设计(1)、选择温度传感器器件常用的热电传感器有热电阻、热电偶、集成温度传感器等。

课程设计--- 智能温度测量系统的设计

课程设计--- 智能温度测量系统的设计

《智能仪表技术》课程设计题目:智能温度测量系统的设计系别:机电工程系专业:检测技术及应用班级:学生姓名:指导老师:完成日期:2012.10.28《智能仪表技术》课程设计任务书班级10计量学生姓名指导教师课程设计题目智能温度测量系统的设计主要设计内容本系统是一个基于单片机AT89C51的数字温度计的设计,用来测量环境温度,测量范围为-50℃—110℃度。

整个设计系统分为4部分:单片机控制、温度传感器、数码显示以及键盘控制电路。

整个设计是以AT89C51为核心,通过数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换,同时因其输出为数字形式,且为串行输出,这就方便了单片机进行数据处理,但同时也对编程提出了更高的要求。

单片机把采集到的温度进行相应的转换后,使之能够方便地在数码管上输出。

LED采用四位一体共阴的数码管主要技术指标和设计要求1.设计指标DS18B20温度计,温度测量范围0~99.9摄氏度可设置上限报警温度、下限报警温度即高于上限值或者低于下限值时蜂鸣器报警默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃报警值可设置范围:最低上限报警值等于当前下限报警值最高下限报警值等于当前上限报警值将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能2.设计要求1)基本范围0℃-99℃2)精度误差小于0.5℃3)LED数码直读显示3.制作要求自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。

4.编写设计报告写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。

主要参考资料及文献[1]李朝青.单片机原理及接口技术(简明修订版).杭州:北京航空航天大学出版社,1998[2]李广弟.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社,1994[3]江力.单片机原理与应用技术 .清华大学出版社 .2006[4]蔡美琴等.MCS一51系列单片机系统及其应用[M].北京:高等教育出版社,1999.[5]王树勋.MCS一51单片微型计算机原理与开发.北京:机械工业出版社,1995[6] 周润景,张丽娜.基于PROTEUS 的电路及单片机系统设计与仿真[M].北京:航空航天大学出版社 ,2006.P321~P326[7]王忠飞,胥芳.MCS-51 单片机原理及嵌入式系统应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.P268-273目录1 概述 (5)1.1研究背景和研究意义: (5)1.2本文研究内容: (5)1.2.1设计目的: (5)1.2.2设计要求: (5)1.2.3设计原理: (6)2 系统硬件模块的选择 (6)2.1开发工具的选择: (6)2.2单片机的选择 (7)2.3温度传感器的选择 (10)2.3.1DS18B20的介绍 (11)2.3.2DS18B20工作原理 (11)2.4显示模块的选择 (13)3 系统硬件电路设计 (15)3.1系统整体电路图 (15)3.2单片机最小系统 (16)3.3温度传感器系统 (17)3.4报警电路设计 (20)3.5显示电路设计 (21)3.6电源电路设计 (22)4 系统软件设计 (22)4.1主程序 (23)4.2读出温度子程序 (24)4.3温度转换命令子程序 (24)4.4计算温度子程序....................................................... ..25课程设计总结 (27)参考文献: (28)1. 概述1.1研究背景和研究意义:随着科技的不断发展,现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长,而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。

单片机智能体温计课程设计

单片机智能体温计课程设计

单片机智能体温计课程设计一、引言体温是人体健康状况的重要指标之一,准确、便捷地测量体温对于疾病的诊断和预防具有重要意义。

传统的体温计在使用上存在一些不便,如测量时间长、读数不直观等。

随着单片机技术的发展,智能体温计应运而生。

本课程设计旨在利用单片机技术,设计一款功能实用、操作简便的智能体温计。

二、设计要求1、测量范围:350℃ 420℃,精度为 01℃。

2、测量时间短,能够快速显示测量结果。

3、具备存储功能,能够记录多次测量数据。

4、具有温度报警功能,当测量温度超过设定的阈值时发出警报。

5、采用直观的显示方式,如液晶显示屏(LCD)。

三、硬件设计1、温度传感器选择数字式温度传感器,如 DS18B20。

它具有体积小、精度高、接口简单等优点,能够直接将温度转换为数字信号输出,方便与单片机进行通信。

2、单片机选用常见的 51 系列单片机,如 STC89C52。

它具有丰富的资源和成熟的开发环境,能够满足本设计的需求。

3、显示模块采用 1602 液晶显示屏,能够清晰地显示测量的温度值、时间等信息。

4、报警模块由蜂鸣器和发光二极管组成。

当测量温度超过设定的阈值时,蜂鸣器发声,发光二极管闪烁,提醒用户。

5、存储模块选用 EEPROM 芯片,如 AT24C02,用于存储测量数据。

四、软件设计1、主程序流程系统初始化,包括单片机端口设置、传感器初始化、显示初始化等。

读取温度传感器的数据,并进行数据处理和转换。

将测量的温度值显示在液晶显示屏上。

判断温度是否超过阈值,若超过则触发报警。

将测量数据存储到 EEPROM 中。

2、温度传感器驱动程序按照 DS18B20 的通信协议,发送指令读取温度数据。

对读取的数据进行校验和处理,得到准确的温度值。

3、显示程序编写驱动 1602 液晶显示屏的程序,实现字符和数字的显示。

4、报警程序当温度超过阈值时,控制蜂鸣器发声和发光二极管闪烁。

5、存储程序按照 EEPROM 的读写协议,将测量数据写入存储芯片。

智能温度测量仪课程设计

智能温度测量仪课程设计

一、系统功能说明1.1主要技术指标1)测温范围:-200~600摄氏度;2)测温精度:0.5摄氏度;3)稳定性:0.5摄氏度1.2 PT100传感器电阻式温度传感器(RTD, Resistance Temperature Detector)是指一种物质材料作成的电阻,它会随温度的改变而改变电阻值。

PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示:在0~600℃范围内:Rt =R0 (1+At+Bt2)在-200~0℃范围内:Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3)式中A、B、C 为常数,A=3.96847×10-3;B=-5.847×10-7;C=-4.22×10-12;由于它的电阻—温度关系的线性度非常好,因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT)其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为华氏温度,因此铂做成的电阻式温度传感器,又称为PT100。

1.2.1 PT100传感器特性PT100温度传感器的测量范围广:-200℃~+600℃,偏差小,响应时间短,还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点,其得到了广泛的应用,本设计即采用PT100作为温度传感器。

1.2.2 PT100传感器测量原理Pt100是电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,然后再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度。

采用Pt100 测量温度一般有两种方法:方案一:设计一个恒流源通过Pt100 热电阻,通过检测Pt100 上电压的变化来换算出温度;测温原理:通过运放U1A将基准电压4.096V转换为恒流源,电流流过Pt100时在其上产生压降,再通过运放U1B将该微弱压降信号放大(图中放大倍数为10),即输出期望的电压信号,该信号可直接连AD转换芯片。

新型数字温度计课程设计

新型数字温度计课程设计

新型数字温度计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解新型数字温度计的工作原理与构造,掌握其使用方法。

2. 学生能描述温度的物理意义,并运用温度单位进行换算。

3. 学生了解新型数字温度计与传统温度计的区别及各自的优势。

技能目标:1. 学生能够正确使用新型数字温度计进行温度测量,并准确读取数据。

2. 学生通过实验操作,培养动手能力和观察分析能力。

3. 学生能够运用所学知识解决实际生活中的温度测量问题。

情感态度价值观目标:1. 学生对物理学产生兴趣,认识到物理知识与日常生活的紧密联系。

2. 学生在实验中培养合作意识,学会分享与交流,增强团队协作能力。

3. 学生在探索新型数字温度计的过程中,培养创新意识和科学探究精神。

本课程针对初中生设计,结合学生好奇心强、动手能力逐步提高的特点,注重理论知识与实践操作的相结合。

通过学习新型数字温度计的知识,使学生能够更好地理解物理学科,提高科学素养,同时培养其解决实际问题的能力。

教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探索,激发学生的学习兴趣和积极性。

课程目标的设定旨在让学生在学习过程中获得具体、可衡量的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 新型数字温度计的原理与构造- 温度测量的基本概念- 数字温度计的工作原理- 新型数字温度计的构造及功能特点2. 温度单位与换算- 摄氏度、华氏度等温度单位- 温度单位之间的换算方法3. 新型数字温度计的使用方法- 新型数字温度计的操作步骤- 正确读取温度数据的方法- 注意事项及安全操作规范4. 实践操作与数据分析- 实验室温度测量实践- 数据记录与处理- 分析新型数字温度计与传统温度计的优缺点5. 温度测量在生活中的应用- 生活中常见的温度测量场景- 新型数字温度计在实际应用中的优势教学内容依据课程目标,紧密结合教材,按照以下进度安排:第一课时:新型数字温度计的原理与构造,温度单位与换算第二课时:新型数字温度计的使用方法,实践操作与数据分析第三课时:温度测量在生活中的应用,总结讨论教学内容注重科学性和系统性,结合实验操作,使学生在实践中掌握新型数字温度计的相关知识,提高学生的实际操作能力。

智能仪器智能温度测试仪的设计

智能仪器智能温度测试仪的设计

智能仪器智能温度测试仪的设计智能仪器智能温度测试仪的设计1.引言1.1 目的本文档旨在介绍智能仪器智能温度测试仪的设计。

该仪器采用智能化技术,能够准确测量温度并进行数据分析和记录,以满足各种温度测试需求。

1.2 背景随着科技的发展,温度测试在工业、医疗、农业等领域中的重要性越来越被重视。

传统的温度测试仪器存在准确性、操作复杂等问题。

为了解决这些问题,本设计旨在开发一款智能化的温度测试仪器。

2.系统设计2.1 系统概述智能温度测试仪由硬件模块和软件模块组成。

硬件模块包括传感器、数据采集模块、数据分析处理模块和显示屏等部分;软件模块包括数据管理系统、用户界面和远程控制等部分。

2.2 硬件设计①传感器本设计采用高精度温度传感器,能够实时测量温度,并输出数字信号给数据采集模块。

②数据采集模块数据采集模块负责采集传感器输出的温度数据,并进行模数转换。

采集的数据将通过总线传输给数据处理模块。

③数据处理模块数据处理模块对采集到的温度数据进行处理和分析,并将结果保存到内部存储器中,以备后续查询和分析。

④显示屏显示屏用于展示实时温度、历史数据以及系统状态等信息,并提供用户操作界面。

2.3 软件设计①数据管理系统数据管理系统用于存储、查询和管理温度测试仪采集到的数据。

它提供了数据导入、导出、删除、备份等功能。

②用户界面用户界面提供给用户进行温度测试的操作界面和数据展示界面。

用户可以通过界面设定温度范围、采样频率等参数。

③远程控制远程控制功能使用户可以通过远程连接的方式,对温度测试仪进行远程控制和数据查询。

3.性能要求3.1 测量精度温度测试仪的测量精度要达到±0.1℃以内,以满足不同行业对温度测试的精度要求。

3.2 响应时间温度测试仪的响应时间应小于1秒,以便快速响应用户的操作并实现实时数据显示。

3.3 数据存储容量温度测试仪的数据存储容量应达到最少1000条数据,以满足长时间的数据记录需求。

4.法律名词及注释●智能温度测试仪: 一种具备智能化功能的温度测试设备,能够准确测量温度并进行数据分析和记录。

智能温度测控仪课程设计

智能温度测控仪课程设计

智能温度测控仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解智能温度测控仪的基本原理,掌握温度传感器的工作方式和测量范围。

2. 学习智能温度测控仪的电路组成和功能,了解各组成部分的作用及相互关系。

3. 掌握编程方法,实现对温度数据的采集、处理和显示。

技能目标:1. 能够正确连接智能温度测控仪的电路,进行简单的故障排查和维修。

2. 能够运用所学编程知识,编写程序实现对温度的实时监控和控制。

3. 培养动手实践能力,通过实际操作,熟练使用智能温度测控仪。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对智能硬件的兴趣和热情,激发创新精神和探究欲望。

2. 增强学生的团队协作意识,培养合作解决问题的能力。

3. 培养学生关注环境保护,认识到智能温度测控仪在节能降耗方面的作用。

课程性质:本课程属于电子技术实践课程,注重理论联系实际,培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,对智能硬件有一定的好奇心,喜欢动手实践。

教学要求:教师应充分调动学生的积极性,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践能力。

同时,关注学生的情感态度价值观的培养,使学生在掌握知识技能的同时,形成正确的价值观。

通过分解课程目标为具体的学习成果,为后续的教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 理论知识:- 温度传感器原理与分类,重点讲解热敏电阻、热电偶等常见温度传感器的原理和应用。

- 智能温度测控仪电路组成,包括传感器、信号处理电路、微控制器、显示模块等部分的功能和连接方式。

- 编程基础,介绍C语言或Python语言在温度测控中的应用,涉及数据类型、运算符、控制结构等。

2. 实践操作:- 智能温度测控仪电路搭建,指导学生根据电路图正确连接各部分组件。

- 程序编写与调试,引导学生学习编程软件的使用,编写温度采集程序,并进行调试和优化。

- 系统测试与优化,通过实际测试,观察温度测控效果,针对问题进行排查和优化。

3. 教学大纲安排:- 第一课时:导入新课,介绍智能温度测控仪的应用,明确学习目标。

智能型温度测量仪任务书

智能型温度测量仪任务书

智能型温度测量仪课程设计学院:机电工程与自动化专业:生产过程自动化班级:10自动化(4)班姓名:指导老师:陈金佳目录一.前言 (3)1.1 设计目标 (3)1.2 实施计划 (3)1.3 项目描述 (3)二.硬件设计 (4)2.1单元模块设计 (4)2.1.2时钟和复位电路 (4)2.1.3数码显示电路 (6)2.1.4电源电路 (6)2.1.5按键电路 (7)2.2核心器件介绍 (8)2.2.1 单片机STC89C52 (8)2.2.2 DS18B20介绍 (9)三.程序编写 (9)四.系统功能 (10)五.温度测试 (10)六.结论 (11)一.前言在自动控制领域中,温度检测与控制占有很重要的地位。

温度检测在工农业生产、科研和在人们的生活中得到广泛的运用。

目前,温度传感器正从模拟式向数字集成式方向飞速发出,单片机也是人们追求的目标之一,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,人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好更方便的设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化、智能化方向发展。

本文就是基于此目的介绍基于单片机和数字温度传感器的温度计设计。

设计目标在本设计中选用STC89C52型单片机作为主控制器件,采用DS18B20数字温度传感器作为测温元件实现。

本设计的内容主要分为三部分,一是系统硬件设计,包括温度采集电路和显示电路;二是对系统软件部分的设计,应用C语言实现温度的采集与显示。

通过DS18B20直接读取被测温度值,送入单片机进行数据处理,之后进行输出显示,最终完成了数字温度计的总体设计。

其系统构成简单,信号采集效果好,数据处理速度快,便于实际检测使用。

实施计划项目描述根据已有的单片机数字式温度测量控制系统电路板进行调测。

采用数字传感器,指定某个I/O口作为数字传感器相连,采用DS18B20单总线数字温度传感器,单片机可根据程序指令实现单点检测的功能,该系统的总体方案如下图所示。

智能测温仪的设计与制作毕业设计

智能测温仪的设计与制作毕业设计

目录摘要 (3)引言 (5)1 控制方案选择 (6)1.1智能测温仪的功能 (6)1.2系统方案简介 (6)1.3系统控制方案: (6)2 智能测温仪的基本结构与工作原理 (6)2.1硬件结构 (6)2.2工作原理 (7)3 硬件电路设计 (7)3.1单片机最小系统的设计 (7)3.1.1 主要性能参数 (8)3.1.2 AT89C52管脚说明 (9)3.2数码管显示电路设计 (11)3.3 数据采集电路设计 (11)3.3.1 DS18B20的内部结构与外形 (12)3.3.2 技术性能描述 (12)3.3.3 DS18B20工作原理 (12)3.3.4 DS18B20温度传感器使用中注意事项 (13)3.4按键显示电路的设计 (14)3.4.1键盘电路 (14)3.5报警电路 (14)4 软件电路设计 (15)4.1系统软件介绍 (15)4.2温度程序 (15)4.2.1读出温度子程序 (15)4.2.2计算温度子程序 (16)4.2.3 显示程序 (17)4.3按键程序 (17)5 系统调试及性能分析 (19)结论 (19)谢辞 (20)参考文献 (21)附件1:仿真电路图 (23)附件 2:元器件清单 (24)附件 3:PCB图 (25)附件 4:实物图 (26)智能测温仪的设计与制作信息工程学院应用电子专业杨义摘要:本设计以AT89S51单片机为核心来设计温度控制系统和报警系统。

温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。

这个智能测温仪主要的功能是能测量当前环境的温度如果温度高于或低于设定值则蜂鸣器会报警;其他则是可以自己设定报警温度的上限和下限。

此设计采用模块化结构,主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、超温报警程序。

关键词:温度传感器 STC89C52 测量报警Intelligent thermometer design andproduction(Major of Applied Electronic Technology,Information and EngineeringCollege,Yangyi)Abstract:This design with AT89S51 as the core to design the temperature control system and alarm system. Temperature signal by the temperature chip DS18B20 acquisition, and digital signals by means of transfer to the single chip microcomputer. The intelligent thermometer main function is to measure the current environmental temperature if the temperature above or below the set value, buzzer will alarm; The other is can set up your alarm temperature upper limit and lower limit. This design USES a modular structure, main modules: digital tube display program, keyboard scanning and key processing program, temperature signal processing procedures, over temperature alarming program.Key words:The temperature sensor STC89C52 measurement alarm引言随着我国社会科技和经济的不断发展,对温度的测量与控制在现代工业、农业、生活中也是运用的越来越广泛。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

智能温度测量仪课程设计
Pt100温度传感器
温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类,前者是让温度传感器直接与待测物体接触,而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离,检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的。

在接触式和非接触式两大类温度传感器中,相比运用多的是接触式传感器,非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用,目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器,其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。

热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类,前者简称热电阻,后者简称热敏电阻。

常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等,它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等,常用的热电阻如PT100、PT1000等。

近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器,如DALLAS公司DS18B20,MAXIM公司的MAX6576、MAX6577,ADI公司的AD7416等,这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单,如DS18B20该温度传感器为单总线技术,MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出,其本质均为数字输出,而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线,这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便,但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55~+125℃,而且温度的测量精度都不高,好的才±0.5℃,一般有±2℃左右,因此在高精度的场合不太满足用户的需要。

热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器,它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。

常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等,各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。

热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。

非接触式温度传感器主要是被测物体通过热辐射能量来反映物体温度的高低,这种测温方法可避免与高温被测体接触,测温不破坏温度场,测温范围宽,精度高,反应速度快,既可测近距离小目标的温度,又可测远距离大面积目标的温度。

目前运用受限的主要原因一是价格相对较贵,二是非接触式温度传感器的输出同样存在非线性的问题,而且其输出受与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。

本设计的要求是采用“PT100”热电阻,测温范围是-200~+600℃,精度0.5%,具体的型号选为WZP型铂电阻。

AT89C51单片机
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存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1000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。

AT89C51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。

LCD显示器
液晶显示器是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。

和CRT 显示器相比,LCD的优点是很明显的。

由于通过控制是否透光来控制亮和暗,当色彩不变时,液晶也保持不变,这样就无须考虑刷新率的问题。

对于画面稳定、无闪烁感的液晶显示器,刷新率不高但图像也很稳定。

LCD显示器还通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光,所以它做到了真正的完全平面。

系统总体设计介绍
测温的模拟电路是把当前PT100热电阻传感器的电阻值,转换为容易测量的电压值,经过放大器放大信号后送给A/D转换器把模拟电压转为数字信号后传给单片机AT89C51,单片机再根据公式换算把测量得的温度传感器的电阻值转换为温度值,并将数据送出到LCD显示器进行显示。

本设计系统主要包括温度信号采集单元,单片机数据处理单元,温度显示单元。

其中温度信号的数据采集单元部分包括温度传感器、温度信号的获取电路(采样)、放大电路、A/D转换电路。

系统的总结构框图如图1-1所示。

1-1 系统的总结构框图
本温度测量系统设计,是采用PT100温度传感器经过放大和A/D转换器送到单片机进行控制温度显示。

另外本系统还可以通过外接电路扩展实现温度报警功能,从而更好的实现温度现场的实时控制。

经过多次的修改和调试测量,本设计基本符合设计要求,由于受人为因素和软硬件的限制,系统难免不了带来一些误差,但通过调节和精确计算可以减小误差。

通过本次温度测量系统的设计,我对温度测量控制有了进一步的熟悉和更深入的学习。

在整个设计的过程中,本设计的重点和难点是:怎样将PT100热电阻的非电量信号转换为单片机单片机能识别的电量信号,其中的信号如何放大及放大倍数的确定等等。

硬件设计
PT100传感器特性和测温原理
电阻式温度传感器(RTD, Resistance Temperature Detector)是指一种物质材料作成的电阻,它会随温度的改变而改变电阻值。

PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示:
在0~80℃范围内:
Rt =R0 (1+At+Bt2)
在-20~0℃范围内:
Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3)
式中A、B、C 为常数,
A=3.96847×10-3;
B=-5.847×10-7;
C=-4.22×10-12;
由于它的电阻—温度关系的线性度非常好,因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT)
其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为华氏温度,因此铂做成的电阻式温度传感器,又称为PT100。

PT100温度传感器的测量范围广:-20℃~+80℃,偏差小,响应时间短,还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点,其得到了广泛的应用,本设计即采用PT100作为温度传感器。

主要技术指标:1. 测温范围:-20~80摄氏度;2. 测温精度:0.5摄氏度;
3. 稳定性:0.5摄氏度
Pt100是电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,然后再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度。

采用Pt100 测量温度一般有两种方法:
1、设计一个恒流源通过Pt100 热电阻,通过检测Pt100 上电压的变化来换算出温度;
测温原理:通过运放U1A将基准电压4.096V转换为恒流源,电流流过Pt100时在其上产生压降,再通过运放U1B将该微弱压降信号放大(图中放大倍数为10),即输出期望的电压信号,该信号可直接连AD转换芯片。

根据虚地概念“工作于线性范围内的理想运放的两个输入端同电位”,运放U1A的“+”端和“-”端电位V+=V-=4.096V;假设运放U1A的输出脚1对地电压为Vo,根据虚断概念,(0-V-)/R1+(Vo-V-)/R
Pt100
=0,因此电阻Pt100上的压
降V
Pt100=Vo-V-=V-*R
Pt100
/R1,因V-和R1均不变,因此图1虚线框内的电路等效为
一个恒流源流过一个Pt100电阻,电流大小为V- /R1,Pt100上的压降仅和其自身变化的电阻值有关。

设计及调试注意点:
1. 等效恒流源输出的电流不能太大,以不超过1mA为准,以免电流大使得
Pt100电阻自身发热造成测量温度不准确,试验证明,电流大于1.5mA将会有较明显的影响。

2. 运放采用单一5V供电,如果测量的温度波动比较大,将运放的供电改为
±15V双电源供电会有较大改善。

3. 电阻R2、R3的电阻值取得足够大,以增大运放的U1B的输入阻抗。

图1恒流源式测温电路
由于封装问题,实际原理图如下:
通过了这个课程设计,我深深的体会到了。

理论知识不单单能在考试中使用,而且还可以在生活实际中体现它的价值。

在这个过程中我没有单纯用一颗的知识。

总结了我所学过的很多课。

终于体会到了,实习对于知识总体把握的能力。

虽然系统的基本功能都已实现,但还是存在系统不稳定等多个问题尚待解决。

这个系统主要是我自己开发的,但也得到了老师和同学的很大帮助。

我正在做系统的过程中遇到了很多问题,有的是知识存储不足,有的是考虑不够周全,之所以能够顺利实现基本功功能,离不开老师和同学的大力相助。

事实证明,只靠自己是不能顺利完成一套功能完整的系统的,必须充分利用团队的力量。

开发一套系统,最重要的是细心,并不是一定要做到面面俱到,但也要充分考虑到客户的需求和现实意义,不管什么系统,只用运用到实际应用中,才具有先现实意义。

所以在准备工作中要正确分析社会需求了解现实应用,画出流程图,把大体框架做好,然后再逐一细化。

我们不可能做到面面俱到,但一定要做到步步扎实,作为一个程序编程人员,要保持清醒的头脑,以现实为依据,让自己的每一行代码都能实现自己的意义。

通过这次课程设计,我收获的不仅仅是课程上的知识得到实际应用,还有编程的基本习惯和开发系统时应注意的流程。

附录1 总电路图。

相关文档
最新文档