【正文】 y()。 //顯示開，關(guān)光標(biāo) //delay_1ms(1)。 //清除 LCD 的顯示內(nèi)容 delay_1ms(1)。 delay_1ms(1)。 LCDEN = 1。 RS = 1。 //寫命令 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 32 LCDEN = 1。 RS = 0。 while(lcd_data amp。 void read_busy() { //lcd_data = 0xff。 include include include include define lcd_data P0 define A 5 sbit RS=P2^5。 ad = ad*。 } 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 31 for(i=0。 ad_value[j] = 1。 _nop_()。 _nop_()。 i++) { TLC2543_ADIN = (bit)(portamp。 EOC = 1。 jM。 float ad = 0。 sbit TLC2543_CS = P2^3。 typedef unsigned int uint。 case 14:curve_dis()。 display()。 } for(。 temp = voltage * 。 //Lcd12864_draw_dots(126,62,1)。 //Lcd12864_draw_dots(4,2,1)。 Lcd12864_drawline_y(0, 0, 63, 1)。 write_cmd(0x01)。 delay_1ms(200)。 //float_dis(voltage,3)。 lcd_pos(2,1)。 lcd_pos(0,2)。 str_dis(dis_buf4)。 str_dis(dis_buf5)。 uchar code dis_buf7[] = {按 15 號鍵返回 }。 uchar code dis_buf3[] = {按 14 號鍵溫度曲線 }。 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 25 附錄 1 原理圖 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 26 附錄 2 元器件清單 名稱 數(shù)量 TL431 1 OP07 2 AD620 1 TLC2543 1 STC89C52RC 1 LCD12864 1 510Ω 2 10K 1 1K 1 1 20K 1 10K 電位器 1 10uF 1 導(dǎo)線 焊錫絲 杜邦線 若干 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 27 附錄 3 程序清單 typedef unsigned char uchar。將設(shè)計好的電路放到仿真軟件上進(jìn)行仿真，觀察電路以及各個模塊能否按設(shè)定的狀態(tài)工作，最終結(jié)果是否正確， 將實際電路做出來后要 進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試時可先測試最終的輸出能否達(dá)到預(yù)想的結(jié)果，電路不能正常工作是要對電路的各個模塊進(jìn)行檢查，可以和軟件仿真調(diào)試時一樣檢查各個模塊是否正常工作，找到工作 不正常的模塊后，對該模塊的各個性能指標(biāo)以及各點輸入輸出是否正確，然后分析可能產(chǎn)生錯誤的原因后再進(jìn)行進(jìn)一步的排查和調(diào)試。故前面的 的誤差可能是其他原因照成的，但是由于沒有嘗試其他標(biāo)準(zhǔn)溫度的測量還不能對產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)一步分析。流程圖如下：開始 初始化函數(shù) A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 將轉(zhuǎn)換后的電壓轉(zhuǎn)換為溫度 返回 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 22 圖 34 顯示流程圖 按鍵流程的設(shè)計 圖 35 按鍵流程圖 開始 將溫度數(shù)據(jù)寫入 12864 液晶 讀取溫度值 顯示溫度 值及溫度曲線 返回 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 23 第四章 數(shù)據(jù)處理與性能分析 采集的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理 表 41采集的數(shù)據(jù) 溫度℃ 39 49 55 69 74 80 93 電壓 V 通過最小二乘法擬合的直線： Y=X* （公式 3） 性能測試分析 做實際的電 路板時為了調(diào)零的需 要先將 Pt100 用 100Ω的電阻來代替，模擬出一個外界溫度為 0℃的環(huán)境，以便于通過對電位器的調(diào)節(jié)使其輸出電壓為 0V。流程圖如下： 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 20 圖 31 系統(tǒng)總流程圖 主函數(shù)的設(shè)計 系統(tǒng)初始化，調(diào)用溫度子程序，調(diào)用顯示子程序，調(diào)用掃描按鍵程序，然后循環(huán)。 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 18 圖 26 TLC2543與單片機(jī)連接圖 單片機(jī)控制電路 本設(shè)計是采用 STC89C52RC 單片機(jī)作為主控電路，其中 P1 口為 A/D 轉(zhuǎn)換器，, 為按鍵控制， P0 為液晶數(shù)據(jù)端口 ， P2 為液晶控制端口 ，用于對液晶 進(jìn)行 控制 。 TLC2543 每次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳送使用 16 個時鐘周期，且在每次傳送周期之間插入 CS 的時序。 REF＋、 REF－：正、負(fù)基準(zhǔn)電壓端。 DATA OUT： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果三態(tài)輸出端，在 CS 為高時，該引腳處于高阻狀態(tài)；當(dāng) CS 為低時，該引腳由前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的 MSB 值置成相應(yīng)的邏輯電平。對 的 I/O CLOCK，驅(qū)動源阻抗必須小于或等于 50Ω。 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 16 TLC2543 的主要特性 (1) 11 個模擬輸入通道； (2) 66ksps 的采樣速率； (3) 最大轉(zhuǎn)換時間為 10μ s； (4) SPI 串行接口； (5) 線性度誤差最大為177。這里設(shè)計的首級放大器的倍數(shù)是 20 倍，而后級放大則為 4 倍，合計的放大倍數(shù)為 80 倍，這樣就完全滿足設(shè)計分辨率的要 求。 +A1+A2+A3R2R1R7R6R3R5R4V INV O U T 圖 23 三運放結(jié)構(gòu)的高性能放大器原理圖 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 14 隨著近年來微電子技術(shù)的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了 不少專用的高性能的芯片，AD6 AD623 就是具有上述描述的三運放結(jié)構(gòu)，在本設(shè)計中 我們根據(jù)手中的元器件材料最終選擇了 AD620 作為放大器電路的首級放大。由于通過 Pt100 的電流需要在 1~ 內(nèi)，以及為了計算的方便，在本電路中理想情況下我們要使通過 Pt100 的電流約為 1mA。只要通過對 Pt100兩端的電壓進(jìn)行處理就能測得外界環(huán)境的溫度。 兩種方案的區(qū)別只在于信號獲取電路的不同，其原理上基本一致。 PT100 溫度傳感器的測量范圍廣： 200℃～ +650℃，偏差小，響應(yīng)時間短，還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點，其得到了廣泛的應(yīng)用，本設(shè)計即采用 PT100 作為溫度傳感器。其中溫度信號的數(shù)據(jù)采集單元部分包括溫度傳感器、溫度信號的獲取電路（采樣）、放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路。相對與方案一，在功能、性能、可操作性等方面都有較大的提升。 方案二：采用溫度傳感器 通過溫度傳感器采集溫度信號，經(jīng)信號放大器放大后，送到 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，傳送給單片機(jī)控制系統(tǒng)，最后經(jīng)過 液 晶 顯示溫度?！妫C合價格以及后續(xù)的電路，決定采用線性 度相對較好的 PT100 作為本課題的溫度傳感器，具體的型號為 WZP型鉑電阻，該傳感器的測溫范圍從－ 200℃～＋ 650℃。 熱電偶的使用誤差主要來自于分度誤差、延伸導(dǎo)線誤差、動態(tài)誤差以及使用的 儀表誤差等。 ℃ ,一般有177。在接觸式和非接觸式兩大類溫度傳感器中，相比運用多的是接觸式 傳感器，非接觸式傳感器一般在比較特殊的場合才使用，目前得到廣泛使用的 接觸式溫度傳感器主要有熱電式傳感器，其中將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱 為熱電阻傳感器，將溫度變化轉(zhuǎn)換為熱電勢變化的稱為熱電偶傳感器。整個系統(tǒng)的核心是進(jìn)行溫度測量與顯示，完成了課題所有要求。本課題主要任務(wù) 成環(huán)基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 5 境溫度檢測并顯示溫度和實時的時間。 為了提高對傳感器的認(rèn)識和了解， 尤其是對溫度傳感器的深入研究以及其用法與用途，基于實用、廣泛和典型的原則而設(shè)計了本系統(tǒng)。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其 性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過對傳感器應(yīng)用實例的原理和智能傳感器實例的分析了解，才能將傳感器和信息通信與信息處理結(jié)合起來，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)用。 關(guān)鍵詞： PT100 單片機(jī) 溫度測量 AD620 TL431 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 2 Abstract This article briefly describes the characteristics of PT100 platinum resistance and temperature measurement method, on the basis it describes the design of temperature measurement system based on PT100. In this design, it is use a PT100 platinum resistance as temperature sensor, in order to acquisition the temperature signal, it use of constantcurrent temperature measurement method and use singlechip control, Amplifier, A / D converter. It can still improve the perform used twowire temperature circuit and reduce the measurement eror. The temperature precision is reached 177。通過對電路的設(shè)計，減小了測量電路及 PT100 自身的誤差，使溫控精度在 0℃～ 100℃范圍內(nèi)達(dá)到177。在本設(shè)計中，是以鉑電阻 PT100 作為溫度傳感器，采用恒流測溫的方法，通過單片機(jī)進(jìn)行控制，用放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行溫度信號的采集。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。 傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。其發(fā)展速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。 本設(shè)計應(yīng)用性比較強(qiáng)，設(shè)計系統(tǒng)可以作為溫度測量顯示系統(tǒng)，如果稍微改裝 可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、生產(chǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。文中對 每個部分功能、實現(xiàn)過程作了詳細(xì)介紹。溫度傳感器從使用的角度大致可分為接觸式和 非接觸式兩大類，前者是讓溫度傳感器直接與待測物體接觸，而后者是使溫度 傳感器與待測物體離開一定的距離，檢測從待測物體放射出的紅外 線，達(dá)到測溫的目的。近年來各半導(dǎo)體廠商陸續(xù)開發(fā)了數(shù)字式的溫 度傳感器，如 DALLAS 公司 DS18B20， MAXIM 公司的 MAX657 MAX6577， ADI 公司的AD7416 等，這些芯片的顯著優(yōu)點是與單片機(jī)的接口簡 單，如 DS18B20 該溫度傳感器為單總線技術(shù)， MAXIM 公司的 2 種溫度傳感器一個為頻率輸出，一個為周期輸出，其本質(zhì)均為數(shù)字輸