基于热电偶的测温系统设计 毕业设计完整版
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该方案的特色是 AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。AT89S52 使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术 制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统 可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，AT89S52 拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统 可编程 Flash，使 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决 方案。MAX6675 是一种高精度的集成芯片，体积小且不需要任何的其他外围电路， 大大的减少了电路中的元件和 I/O 连线，从而简化了系统结构。
温度是一个十分重要的物理量大于它的测量与控制又十分重要的意义。随着现 代工弄也技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温 度：如大气及空调房中的温度高低直接影响着人们的身体健康；在大规模集成电路 生产线上环境温度不适当会严重影响产品的质量。
测温技术在生产过程中，在产品质量控制和检测设备在线故障诊断和安全保护 以及节约能源等方面发挥了重要作用。
工业生产当中，工作环境对各种仪表或设备能够发挥最佳性能、能否正常运行 极为重要。而环境因素中一个很重要的物理量就是温度，热电偶是工程上应用最广 泛的温度传感器之一，它具有构造简单、使用方便、准确度、热惯性小、稳定性及 复现性好、温度测量范围宽等优点，适用于信号的远传、自动纪录和集中控制，在 温度测量中占有重要地位。本论文将传统的热电偶测温技术结合自动控制技术、单 片机控制技术和液晶显示功能构成一个完整温度测量系统，实现数字智能测温。该 测温系统与传统的测温系统相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出
而随着人们生活水平的不断提高，科技不断发达，单片机控制无疑是人们追求 的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。单片机在测控领域中具有十分 广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。由单片机 构 成的温度检测、温度控制系统可以广泛应用于很多领域。单片机在工业控制、尖端 武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。今天我们 的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。时下，家 用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制话已成为世界潮流，而这些高性能 无一不是靠单片机来实现的。而另一个目标便是传感器。由于传感器能将各种物理 量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动化测 量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。
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XXXXXX 毕 业 设 计
1 引言
1.1 设计背景和思路
随着电子信息技术、新材料及自动化技术的发展，传感器技术也得到了日新月 异的发展，单片机和自动控制系统在统诸多领域得到了极为广泛的应用。我们不再 局限于从环境中采集来模拟信号，而是考虑如何得到可处理的数字信号，所以我们 把温敏器件、A/D 转换器、存储器集成在一起构成数字传感器。在控制领域，具有 更好的稳定性，更快和更准确的运算精度的 C52 系列单片机控制无疑是人们追求的 目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，而数字传感器与单片机更能够有 机联系起来，传感器采集所需信息并且将其数字化，这样单片机就能够对其进行直 接处理，从而实现两者的交互控制；其次由于单片机较强的核心控制能力，我们可 以搭接辅助电路，进而得到实用的开发系统。测温系统可以采用这种模式，目前人 们对其测量的准确性以及便捷性要求越来越高，如果我们从微控制器技术着手，那 将很好解决这个问题。
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The design of temperature measurement system based on thermocouple
Abstract
In the industrial production process control, the temperature is an important survey parameter, but the thermo-element is in the project applies one of most widespread temperature sensors, his main characteristic is the temperature measurement scope is wide, the performance quite is stable, simultaneously the structure is simultaneously simple, the tendency responds, can pass on the 4-20mA electrical signal far, is advantageous for the automatic control and the common control, holds the important status in the temperature survey. But because the thermo-element thermoelectric force and the temperature became the non-linear relations to increase the demonstration and the processing complexity; Also along with the industrial development,the automated unceasing enhancement, is more and more high to the temperature precision request. Thermocouple is used frequently in high-temperature test in the modernized industry scene, then the test results are deliver edto master control machine. As the non-linear relationship between thermoelectric potential and temperature, it must be carried out on the thermocouple linear processing in order to maintain accuracy of test. It employs SCM as a core of controlling. This article is for the linearization of thermocouple. The general idea is to study high-precision A/D converter,which samples and enlarges the thermoelectric potential from the thermocouple, the measurement data is displayed by LCD screen Keywords：sensor thermocouple A/D converter LCD screen
在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方 面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子， 温度控制将更好的服务于社会。空调等家用电器随着生产技术的发展和生活水平的 提高越来越普及，一个简单，稳定的温度控制系统能更好的适应市场。
1.2 论文的研究任务与内容
2 0 1 4 年 6 月 11 日
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基于热电偶的测温系统设计
摘要
在工业生产过程控制中，温度是一个重要的测量参数，而热电偶是工程上应用 最广泛的温度传感器之一，他的主要特点就是测温范围宽，性能比较稳定，同时同 时结构简单，动态响应好，更能够远传 4-20mA 电信号，便于自动控制和集中控制， 在温度测量中占有重要地位。但由于热电偶的热电势与温度成非线性关系增加了显 示与处理的复杂性；且随着工业发展、自动化的不断加强，对温度精度要求越来越 高。在现代化的工业现场，常用热电偶测试高温，测试结果送至主控机。由于热电 偶的热电势与温度呈非线性关系，所以必须对热电偶进行线性化处理以保持测试精 度。该系统以单片机为控制核心，通过高精度模/数转换器对热电偶电动势进行采 样、放大，并在单片机内采用一定算法实现对热电偶的线性化处理并通过液晶屏显 示相应测量数据。 关键词：传感器 热电偶 模/数转换器 液晶屏
Sensors 传感器
MAX6675 A/D 转化器
STC89C52 单片基
单片机
液晶 显示器
图 1 系统框图
1.3 设计的预期结果和意义
温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生 产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的 测量方法和装置具有重要的意义。
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温度采用数字显示，并且消除了热电偶带来的非线性问题。此测温系统既适合民用， 在一定程度上也能满足工业或科研的需求。
本设计的主要内容是以89c52单片机为控制器，以k型热电偶为传感器，使用 K 型热电偶专用的模数转换器MAX6675和工业字符型液晶HJ1602A构建数字测温系统。 热电偶采集温度信号经过信号调理、模数转换传送到单片机，再通过HJ1602A显示 出所测温度来完成设计任务。
本设计是将两者结合，利用单片基结合传感器技术而开发设计出一个温度监控 系统。该设计的预期结果就是设计出一套基于单片机控制的热电偶测温数字显示系 统并能 proteus 实现仿真。根据要求编写出应用程序，绘制出 protel 电路图，动 手完成实物设计。
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2 总设计方案
本系统以 AT89S52 作为处理器，使用 MAX6675 作为温度传感器，配以温度显示。 整个系统力求结构简单，功能完善。使用温度传感器 MAX6675+AT89S52，MAX6675 将 热电偶测温应用时复杂的线性化、冷端补偿及数字化输出等问题集中在一个芯片上 解决，简化了将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域时复杂的软硬件设计，因而 该器件是将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域的理想选择。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自 动控制领域的一个重要发展方向， 电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关 量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、 机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉 和锅炉中的温度进行检测和控制。采用 MCS-52 单片机来对温度进行控制，不仅具 有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指 标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个 工业生产中经常会遇到的问题。
XXXX
毕业设计
设计题目：基于热电偶的测温系统设计
系 班 姓 指导
别：_______机__电__工__程__系__________
级：__测__控__技__术__与__仪__器___1_班_______
名：__________X_X_X_____________ 教 师：___________X_x_____________
初始化
调Baidu Nhomakorabea显示子程序 是
750ms 到否？
是
首次开机否？
是
读出温度值，计算温
是
度值并刷新
温度转换命令 图 2 程序流程图
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3 硬件系统设计 3.1 硬件组成
热电偶测温系统主要由四部分组成：数据采集模块、MAX6675 模数转换模块、 单片机控制及其外围、液晶显示模块。其中微控制器采用 AT89C52，液晶显示部分 可采用并行或串行传输数据。
温度是一个十分重要的物理量大于它的测量与控制又十分重要的意义。随着现 代工弄也技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温 度：如大气及空调房中的温度高低直接影响着人们的身体健康；在大规模集成电路 生产线上环境温度不适当会严重影响产品的质量。
测温技术在生产过程中，在产品质量控制和检测设备在线故障诊断和安全保护 以及节约能源等方面发挥了重要作用。
工业生产当中，工作环境对各种仪表或设备能够发挥最佳性能、能否正常运行 极为重要。而环境因素中一个很重要的物理量就是温度，热电偶是工程上应用最广 泛的温度传感器之一，它具有构造简单、使用方便、准确度、热惯性小、稳定性及 复现性好、温度测量范围宽等优点，适用于信号的远传、自动纪录和集中控制，在 温度测量中占有重要地位。本论文将传统的热电偶测温技术结合自动控制技术、单 片机控制技术和液晶显示功能构成一个完整温度测量系统，实现数字智能测温。该 测温系统与传统的测温系统相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出
而随着人们生活水平的不断提高，科技不断发达，单片机控制无疑是人们追求 的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。单片机在测控领域中具有十分 广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。由单片机 构 成的温度检测、温度控制系统可以广泛应用于很多领域。单片机在工业控制、尖端 武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。今天我们 的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。时下，家 用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制话已成为世界潮流，而这些高性能 无一不是靠单片机来实现的。而另一个目标便是传感器。由于传感器能将各种物理 量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动化测 量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。
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1.1 设计背景和思路
随着电子信息技术、新材料及自动化技术的发展，传感器技术也得到了日新月 异的发展，单片机和自动控制系统在统诸多领域得到了极为广泛的应用。我们不再 局限于从环境中采集来模拟信号，而是考虑如何得到可处理的数字信号，所以我们 把温敏器件、A/D 转换器、存储器集成在一起构成数字传感器。在控制领域，具有 更好的稳定性，更快和更准确的运算精度的 C52 系列单片机控制无疑是人们追求的 目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，而数字传感器与单片机更能够有 机联系起来，传感器采集所需信息并且将其数字化，这样单片机就能够对其进行直 接处理，从而实现两者的交互控制；其次由于单片机较强的核心控制能力，我们可 以搭接辅助电路，进而得到实用的开发系统。测温系统可以采用这种模式，目前人 们对其测量的准确性以及便捷性要求越来越高，如果我们从微控制器技术着手，那 将很好解决这个问题。
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The design of temperature measurement system based on thermocouple
Abstract
In the industrial production process control, the temperature is an important survey parameter, but the thermo-element is in the project applies one of most widespread temperature sensors, his main characteristic is the temperature measurement scope is wide, the performance quite is stable, simultaneously the structure is simultaneously simple, the tendency responds, can pass on the 4-20mA electrical signal far, is advantageous for the automatic control and the common control, holds the important status in the temperature survey. But because the thermo-element thermoelectric force and the temperature became the non-linear relations to increase the demonstration and the processing complexity; Also along with the industrial development,the automated unceasing enhancement, is more and more high to the temperature precision request. Thermocouple is used frequently in high-temperature test in the modernized industry scene, then the test results are deliver edto master control machine. As the non-linear relationship between thermoelectric potential and temperature, it must be carried out on the thermocouple linear processing in order to maintain accuracy of test. It employs SCM as a core of controlling. This article is for the linearization of thermocouple. The general idea is to study high-precision A/D converter,which samples and enlarges the thermoelectric potential from the thermocouple, the measurement data is displayed by LCD screen Keywords：sensor thermocouple A/D converter LCD screen
在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方 面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子， 温度控制将更好的服务于社会。空调等家用电器随着生产技术的发展和生活水平的 提高越来越普及，一个简单，稳定的温度控制系统能更好的适应市场。
1.2 论文的研究任务与内容
2 0 1 4 年 6 月 11 日
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基于热电偶的测温系统设计
摘要
在工业生产过程控制中，温度是一个重要的测量参数，而热电偶是工程上应用 最广泛的温度传感器之一，他的主要特点就是测温范围宽，性能比较稳定，同时同 时结构简单，动态响应好，更能够远传 4-20mA 电信号，便于自动控制和集中控制， 在温度测量中占有重要地位。但由于热电偶的热电势与温度成非线性关系增加了显 示与处理的复杂性；且随着工业发展、自动化的不断加强，对温度精度要求越来越 高。在现代化的工业现场，常用热电偶测试高温，测试结果送至主控机。由于热电 偶的热电势与温度呈非线性关系，所以必须对热电偶进行线性化处理以保持测试精 度。该系统以单片机为控制核心，通过高精度模/数转换器对热电偶电动势进行采 样、放大，并在单片机内采用一定算法实现对热电偶的线性化处理并通过液晶屏显 示相应测量数据。 关键词：传感器 热电偶 模/数转换器 液晶屏
Sensors 传感器
MAX6675 A/D 转化器
STC89C52 单片基
单片机
液晶 显示器
图 1 系统框图
1.3 设计的预期结果和意义
温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生 产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的 测量方法和装置具有重要的意义。
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XXXXXX 毕 业 设 计
温度采用数字显示，并且消除了热电偶带来的非线性问题。此测温系统既适合民用， 在一定程度上也能满足工业或科研的需求。
本设计的主要内容是以89c52单片机为控制器，以k型热电偶为传感器，使用 K 型热电偶专用的模数转换器MAX6675和工业字符型液晶HJ1602A构建数字测温系统。 热电偶采集温度信号经过信号调理、模数转换传送到单片机，再通过HJ1602A显示 出所测温度来完成设计任务。
本设计是将两者结合，利用单片基结合传感器技术而开发设计出一个温度监控 系统。该设计的预期结果就是设计出一套基于单片机控制的热电偶测温数字显示系 统并能 proteus 实现仿真。根据要求编写出应用程序，绘制出 protel 电路图，动 手完成实物设计。
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2 总设计方案
本系统以 AT89S52 作为处理器，使用 MAX6675 作为温度传感器，配以温度显示。 整个系统力求结构简单，功能完善。使用温度传感器 MAX6675+AT89S52，MAX6675 将 热电偶测温应用时复杂的线性化、冷端补偿及数字化输出等问题集中在一个芯片上 解决，简化了将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域时复杂的软硬件设计，因而 该器件是将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域的理想选择。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自 动控制领域的一个重要发展方向， 电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关 量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、 机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉 和锅炉中的温度进行检测和控制。采用 MCS-52 单片机来对温度进行控制，不仅具 有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指 标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个 工业生产中经常会遇到的问题。
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毕业设计
设计题目：基于热电偶的测温系统设计
系 班 姓 指导
别：_______机__电__工__程__系__________
级：__测__控__技__术__与__仪__器___1_班_______
名：__________X_X_X_____________ 教 师：___________X_x_____________
初始化
调Baidu Nhomakorabea显示子程序 是
750ms 到否？
是
首次开机否？
是
读出温度值，计算温
是
度值并刷新
温度转换命令 图 2 程序流程图
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XXXXXX 毕 业 设 计
3 硬件系统设计 3.1 硬件组成
热电偶测温系统主要由四部分组成：数据采集模块、MAX6675 模数转换模块、 单片机控制及其外围、液晶显示模块。其中微控制器采用 AT89C52，液晶显示部分 可采用并行或串行传输数据。