基于pt100的溫度測量系統(tǒng)畢業(yè)論文-wenkub
2022-09-07 15:08:09 本頁面
【正文】 理。 信號調理電路 調理電路的作用是將來自于現(xiàn)場傳感器的信號變換成前向通道中 A/D 轉換器能 識別的信號，作為本系統(tǒng)，由于溫度傳感器是熱電阻 PT100，因此調理電路完成的是怎樣將與溫度有關的電阻信號變換成能被 A/D 轉換器接受的電壓信號。 圖 系統(tǒng)結構框圖 二 硬件設計 PT100傳感器 方案設計 Pt100 是電阻式溫度傳感器，測溫的本質其實是測量傳感器的電阻，通常是將電阻的變化轉換成電壓或電流等模 擬信號，然后再將模擬信號轉換成數(shù)字信號，再由處理器換算出相應溫度。 PT100 溫度傳感器測量范圍廣： 200℃～ +650℃，偏差小，響應時間短，還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準確度高、耐高壓等優(yōu)點，其得到了廣泛的應用，本設計采用 PT100 作為溫度傳感器。 PT100溫度傳感器原理 PT100 溫度感測器是一種以白金 (Pt)作成的電阻式溫度檢測器 ,屬于正電阻系數(shù) ,其電阻和溫度變化的關系式如下： R=Ro(1+α T) 其中α =,Ro 為 100Ω (在 0℃的電阻值 ),T 為攝氏溫度。該系統(tǒng)的特點是：使用簡便；測量精確、穩(wěn)定、可靠；測量范圍大；使用對象廣。 課程設計任務 本設計系統(tǒng)包括溫度傳感器，信號放大電路， A/D 轉換模塊，時鐘模塊，數(shù)據(jù)處理與控制模塊，溫度、時間顯示模塊六個部分。本文利用單片機結合溫度傳感器技術而開發(fā)設計了這一溫度測量系統(tǒng)。 1 前言 傳感器技術 在信息采集、信息傳輸和信息處理中，屬于前沿尖端產品，尤其是溫度傳感器技術，在各個領域廣泛應用，比如在工農業(yè)生產中需要實時測量溫度等等。文中將傳感器理論與單片機實際應用有機結合，詳細地講述了利用熱電阻作為溫度傳感器來測量 實時的溫度，以及實現(xiàn)熱電轉換的原理過程。文中對每個部分功能、實現(xiàn)過程作了詳細介紹。 關鍵詞： PT100 單片機 溫度測量 DS1302 Abstract： 2 The system contains SCM(AT89S51), analog to digital convert department (TLC2543), DS1302 chip, AD620 amplifier, PT100 platinum, LED Digital tube with six, write the corresponding software program to achieve realtime temperature display. The system is simple , accurate , stable and wide range. Keywords: PT100 SCM Temperature Measures DS1302 一 方 案設計 與 論證 傳感器的選擇 由于本設計的任務是要求測量的范圍為 0℃～ 100℃，測量的分辨率為177。因此白金作成的電阻式溫度檢測器 ,又稱為 PT100。 3 采取方案：設計一個恒流源通過 PT100 熱電阻，通過檢測 PT100 上的電壓的變化來換算出溫度。采用 Pt100 測量溫度一般有兩種方案： 方案一：設計一個恒流源通過 Pt100 熱電阻，通過檢測 Pt100 上電壓的變化來換算出溫度。 恒流源電路 (線性穩(wěn)壓電源 )的設計 系統(tǒng)設計的恒流源電路見下圖，穩(wěn)定輸出 5v電壓。該測溫系統(tǒng)這部分電路的主要作用是用熱電阻 PT100 配合電流源采集當前的溫度并將其轉換為電壓信號，放大電路將這個微小的電壓信號轉換為可以輸入A/D轉換器的合適電壓值。此地址經譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。 6 圖 DS1302 時鐘電路設計 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。本設計中采用 DS1302 時鐘芯片產生時鐘信號，通過單片機進行處理控制，并顯示出實時的時間，可以用于對溫度進行實時的數(shù)據(jù)采集。當 Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 7 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 V c c 21X12X23GND4 RST 5I/O 6SCL K 7V c c 8D S13 02 圖 DS1302 引腳圖 2. DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫 入 DS1302 中，位 6 如果為邏輯 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。 DS1302 與 RAM相關的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 F
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