温度检测系统

温度检测系统

进度计划和方案说明

采用的方法、手段

通过对温度计整体结构的设计，选择出铜热电阻和单片机MC-80C52作为温度计测量和计算的器件。然后设计用铜热电阻来收集温度信息，经过A/D变换器后输入到已经写入汇编语言程序的单片机MC-8051内，能够把测量结果由数码管显示，同时用Proteus软件绘制出电路原理图，方便实物电路板的焊制

本系统采用单片机AT89C52作为控制的核心，实现温度计的基本测量和报警功能。数据采集部分由铜热电阻、差分比例运算电路、A/D转换电路PCF8591组成。显示部分用LED8位数码管显示。该温度计的工作原理是用铜热电阻将温度的变化转换为电压的变化，经由差分比例运算电路放大，经过A/D转换，送入单片机AT89C52中处理，由单个的键盘来调节温度计报警的上下限，当超过设定的上下限后能够实现报警功能，软件采用汇编语言实现。经测试，本系统具有测量精确，操作简单，方便使用的特点。主要功能有显示温度和在超过设定温度值之外报警，具有一定的实用功能。

主要内容

采用单片机AT89C52为控制核心，由铜热电阻、差分比例运算放大电路LM358、A/D转换芯片PCF8591完成数据采集，独立键盘作为输入来调节报警温度的上下限，LED数码管显示温度上下限和测得的温度。

基本要求

(1)单片机完成温度计功能，可显示温度数值。

(2)使用温度传感器和A/D变换器采集温度信息，采用铜热电阻作为测量温度的主要器件。

(3)可以任意设定温度的上下限报警功能。

(4)汇编语言编程，实现相关逻辑控制。

(5)电路原理图设计。

(6)提出系统设计框图，提出相应的解决方案。

(7)需单片机和芯片，开发电路板以相关传感器

主要技术指标

(1)系统供电电压：直流5V。

(2)工作电流：小于500mA。

(3)LED屏幕显示结果

热电阻温度计整体设计方案

温度计就是能够显示其所在环境的温度的仪器。并且能够设定温度的上下限，当超过这一范围的时候实现蜂鸣器报警，仪器包括七个部分：铜热电阻、放大器、A/D转换器、单片机、键盘输入、LED显示、蜂鸣器报警电路。系统总框图如图所示。

系统总框图

其中铜热电阻和单片机芯片是温度计的两大核心，根据测量温度范围以及报警功能的需要，选择合适、精确、经济的铜热电阻以及单片机芯片是至关重要的。

各个主要模块电路器件的选择

传感器的选择

采用热电阻Cu50。铜热电阻主要由接线端子、绝缘套管和感温元件组成。可以测量从-50℃至150℃范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。铜热电阻具有良好的电输出特性，可提供准确的温度变化信号。

实验中，用所实现的数字温度计测量室温和杯内水的温度，并用给定的数字温度表做校验标准，调整和检验所设计的温度计的测量误差。要求测量的温度范围为20~50℃时，显示精度为0.1℃，测量误差不大于2℃。热敏电阻的典型特性如表所示。

热敏电阻的典型特性

放大电路的选择

采用差分比例运算电路。虽然对器件的要求仍比较高，但是所用器件较少，容易实现。并且一个放大器足以满足实验的要求。

放大器的选择

采用双独立运放的LM358。LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。

单片机控制程序的选择

汇编语言同样在单片机编程中得到了广泛的应用，其具有简单实用，控制灵活，实时性强，程序效率高等特点。汇编语言有着极强的硬件控制能力，用其它的高级语言所无法控制的软硬件细节，在汇编语言中都可以实现。

温度计硬件设计总方案

硬件部分主要包括的电路有：直流电桥电路、差分比例运算放大电路、A/D转换电路、单片机控制电路、键盘控制电路、LED显示电路。

直流电桥中用铜热电阻替换电桥中的一个电阻，当铜热电阻的阻值变化的时候可以转换成电压的变化，由于此时电压变化的幅值很小，芯片很难检测出来，因而需要放大电路将信号进行放大，然后将放大后的信号输入到A/D转换芯片中，转化后生成的数字量输入到单片机

中，然后送到LED数码管显示电路中进行显示，用独立键盘对温度的上下限进行调节，当温度低于设定的下限的时候或者高于设定的温度的上限的时候，蜂鸣器进行报警。

进度计划

1．第1周----第2周：收集材料，完成开题报告；

2．第3周：分析、确定方案；

3．第4周----第7周：设计系统、电路实现、编写单片机程序；

4．第8周：中期检查，分析总结；

5．第9周---第12周：调试、撰写报告，准备答辩。