【正文】 A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B811U2 74LS2451 23 45 67 8U0MAX6675GNDTT+VCCSONCCSSCKspeaker1KR0LED0VCC 圖 31單片機(jī) 控制 電路 轉(zhuǎn)換 電路模塊 溫度采集電路模塊 包括 K 型熱電偶和 max6675 所組成的電路 模塊 ， 其電路原理圖如圖 32 所示， 熱電偶的功能是檢測(cè)熱、冷兩端溫度的差值，熱電偶熱節(jié)點(diǎn)溫度可在0℃～ +℃范圍變化。該器件可將周?chē)鷾囟韧ㄟ^(guò)內(nèi)部的溫度檢測(cè)二極管轉(zhuǎn)換為溫度補(bǔ)償電壓，為了產(chǎn)生實(shí)際熱電偶溫度測(cè)量值，MAX6675 從熱電偶的輸出和檢測(cè)二極管的輸出測(cè)量電壓。 1 23 45 67 8U0MAX6675GNDTT+VCCSONCCSSCKC112P00K 型熱電偶VCC 圖 32 溫度采集 轉(zhuǎn)換 電路原理圖 K 型熱電偶 K 型熱電偶作為一種溫度傳感器， K 型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用 ，其外觀如圖 33 所示 。 正極（ KP）的名義化學(xué)成分為： Ni： Cr=92： 12，負(fù)極（ KN）的名義化學(xué)成分為：Ni： Si=99： 3，其使用溫度為 200~1300℃。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。熱電偶通常是由兩 種不同的金屬絲組成，而且不受大小 和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。 K 型熱電偶的兩端分別跟 MAX6675 芯片的 T跟 T+相連，為了允許熱電偶斷路檢測(cè)， T引腳必須接地。 具有冷端補(bǔ)償?shù)臄?shù)字溫度轉(zhuǎn)換芯片 MAX6675 MAX6675 是美國(guó) Maxin 公司生產(chǎn)的基于 SPI 總線(xiàn)的專(zhuān)用芯片 [9]，不僅能對(duì) K型熱電偶進(jìn)行冷端補(bǔ)償，還能對(duì)熱電勢(shì)信號(hào)作數(shù)字處理，具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、儀器儀表、自動(dòng)化領(lǐng)域等。 ③ 12 位 ℃的分辨率。 ⑦單一 +5V 的電源電壓 . ⑧低功耗特性。 其外觀引腳如圖 35 所示，引腳功能如 表 36所示 。對(duì)于 K 型熱電偶，電壓變化率為 41μ V/℃，電壓可由線(xiàn)性公式 Vout=(41μ V/℃ ) (tRtAMB)來(lái)近似熱電偶的特性。所謂靜態(tài)顯示就是顯示器在顯示某個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。顯示器的點(diǎn)亮和點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，還與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間有關(guān)，調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。數(shù)碼管的位的選擇通過(guò) 8550 三級(jí)管進(jìn)行控制，三級(jí)管基極通過(guò)限流電阻跟單片機(jī)的 I/O 口相連接，當(dāng)端口為高電平時(shí)，三極管截止，當(dāng)給端口為低電平時(shí)三極管導(dǎo)通，數(shù)碼管相應(yīng)的位被選中。則限流電阻可這樣計(jì)算獲得： fcefccf I VVVR ??? （ 39） 把數(shù)據(jù)帶入式子（ 39）得 fR 可取值 170? ～ 500? 現(xiàn)取 ??240fR 。蜂鳴器的正極接到 VCC（＋ 5V）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極 e，三極管的基級(jí) b 經(jīng)過(guò)限流電阻 R17 后由單 片機(jī)的 引腳控制，當(dāng) 輸出高電平時(shí)，三極管 Q6截止，沒(méi)有電流流過(guò)線(xiàn)圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng) 輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。其程序總流程圖如 41所示。 圖 41 主程序流程開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 調(diào)用采集轉(zhuǎn)換子程序 計(jì)算溫度值 超量程？ 調(diào)用顯示子程序 調(diào)用報(bào)警 子程序 是 否 5 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及精度和誤差分析 隨著各種高精度傳感器的應(yīng)用與普及，這一技術(shù)在科學(xué)研究，生產(chǎn)過(guò)程等領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 由于環(huán)境溫度的變化，熱電偶的冷端隨時(shí)可能發(fā)生變化，然而該系統(tǒng)存在一定的熱響應(yīng)時(shí)間，所以環(huán)境溫度的快速變化可能帶來(lái)冷端補(bǔ)償造成的一系列的誤差問(wèn)題，而且器件的參數(shù)也存在一定的誤差，之后在放大、 AD 轉(zhuǎn)換、和數(shù)字量化的轉(zhuǎn)換過(guò)程中也會(huì)因?yàn)闊嵩肼暬蚱渌?的干擾源帶來(lái)轉(zhuǎn)換的誤差，其中的熱響應(yīng)時(shí)間會(huì)造成測(cè)量的溫度是前一刻短暫時(shí)間的瞬時(shí)溫度，在實(shí)際測(cè)溫應(yīng)用時(shí)，應(yīng)盡量避免在 MAX6675 附近放置發(fā)熱器件或元件，因?yàn)檫@樣會(huì)造成冷端誤差。本文對(duì)系統(tǒng)原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，著重分析了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案跟軟件設(shè)計(jì)方案。根據(jù)快速算法的原理通過(guò) AT89C51 單片機(jī)軟件編程實(shí)現(xiàn)了溫度的快速測(cè)量。 通過(guò)本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)鞏固了我們的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)了我們的創(chuàng)新意識(shí)，以及集體協(xié)作等多方面的綜合素質(zhì)。希望在將來(lái)工作實(shí)踐當(dāng)中，進(jìn)一步提高自己、完善自己。我非常感謝我的母校給了我們相聚的機(jī)會(huì)，同時(shí)也感謝母校在這四年里給予了我良好的教育和培養(yǎng)。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過(guò)程中，花費(fèi)了楊老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向老師表示衷心地感謝！楊老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使我受益終生！ 同時(shí)，還要感謝一直在身旁幫助我一同設(shè)計(jì)的幾位同學(xué)，是你們?cè)谠O(shè)計(jì)中和我一起探討問(wèn)題，并指出我設(shè) 計(jì)上的誤區(qū)，使我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒(méi)有你們的幫助我不可能這樣順利地完成，在此表示深深的謝意。在此表示衷心的感謝。 sbit beep=P2^0。 //溫度顯示 void Baojing(void)。 float t1,t2,t3,wendu。 //tab3 為數(shù)碼管位碼 void main(void) //主程序 { delay (10)。 t1=*P_Temp。 t2=*P_Temp。 t3=*P_Temp。 Baojing()。 } } void delay(uint t)//延時(shí)程序 { uchar x。x++) for(y=0。 uint P_Temp2 =0。 for(i=0。 } delay(10)。 } CS =1。 0x7fff) 3。 } void Baojing(void) //超量程報(bào)警 { if(wendu=0amp。 delay(20)。 shi=temp%1000/100。 dm=tab1[bai]。 dm=tab1[shi]。 dm=tab2[ge]。 dm=tab1[xiao]。 } } 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。 學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學(xué)位論文出版授權(quán)書(shū) 本 人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀 碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)“章程” )，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社”在《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開(kāi)出版，并同意編入 CNKI《中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文 評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 首先非常感謝學(xué)校開(kāi)設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。 最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。 最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙 達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠(chéng)的感謝。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿(mǎn)著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢 驗(yàn)。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在 不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。 delay(10)。 delay(10)。 delay(10)。 delay(10)。 xiao=temp%10。 } } void Disp_temp(void)//溫度顯示 { uint temp=wendu*10。wendu=400) { delay(20)。 P_Temp2 =0。 0x0004) //斷偶標(biāo)志判斷 { Work_Stop =1。 delay(10)。i++)//熱電偶數(shù)據(jù)讀取 { SCK =1。 S0 =0。y++)。 for(x=0。 P_Temp=0。 P_Temp=0。 P_Temp=0。 P_Temp=0。 //工作指示燈亮開(kāi)始工作 S0 =0。// tab1 為數(shù)碼管的段碼 uchar code tab2[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}。 //延時(shí)函數(shù) uchar qian=0,bai=0,shi=0,ge=0,xiao=0。 uint Re_Convert (void)。 sbit SCK=P1^1。在這四年，你們給與我了溫暖與快樂(lè)，我祝福你們。 首先，我要感謝楊帆老師，本次設(shè)計(jì)是在他的細(xì)心指導(dǎo)下才順利完成的。我們?cè)谝黄鸸ぷ?，一起學(xué)習(xí)，一同進(jìn)步。 然而，由于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握還不夠 牢靠，準(zhǔn)備的時(shí)間不夠充分等原因。在路立平路老師的精心指導(dǎo)和其他同學(xué)的幫助下，經(jīng)歷三個(gè)多月的努力和實(shí)踐，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，并在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐中獲益良多。 本文主要采用 K 型熱電偶、 K 型熱電偶專(zhuān)用數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片 MAX667 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行了相關(guān)設(shè) 計(jì)。 L S 1S P E A K E RR11 0 kR21 0 kQ1P N Pp 2 . 0X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A