【正文】 器 、串口、中斷繼續(xù)工作。而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便，高性能。當(dāng) PT100 在 0 攝氏度的時(shí)候他的阻值為 100 歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的。鉑電阻主要 為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用在工業(yè)測量中 。 測溫的模擬電路是把當(dāng)前 PT100 熱電阻傳感器的電阻值，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器把模擬電壓轉(zhuǎn)為數(shù)字信號后傳給單片機(jī) AT89S52，單片機(jī)再根據(jù)處理換算把測量得的溫度傳感器的電阻值轉(zhuǎn)換為溫度值，并將數(shù)據(jù)送出到顯示屏上進(jìn)行顯示。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 1 章 緒論 本章將會主要對溫度顯示， RS485 通信原理， PT100 溫度傳感器等及其系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)方案進(jìn)行一個(gè)簡單大致的介紹。 帶顯示器件，用于顯示：各路測量信號和報(bào)警狀態(tài)。根據(jù)該系統(tǒng)的要求，將要完成如下的任務(wù)： 設(shè)計(jì)一個(gè) 8通道的溫度巡檢儀程序。因此本設(shè)計(jì)中選擇該鉑熱電阻進(jìn)行溫度的采集，達(dá)到精準(zhǔn)且范圍廣的要求。它的工業(yè)原理：當(dāng) PT100 在 0 攝氏度的時(shí)候他的阻值為 100 歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的。 PT100 在 50～ 600℃范圍內(nèi)具有其他任何溫度傳感器無可比擬的優(yōu)勢，包括高精度、穩(wěn)定性好、抗干擾能力 強(qiáng)等，正是基于此， PT100 在各個(gè)行業(yè)中受到廣泛應(yīng)用。最后是系統(tǒng)的調(diào)試與分析，對系統(tǒng)的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。 該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)的溫度檢測和數(shù)值顯示并且具有 RS485 通信功能。為了滿足對溫度采集和測量要求，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)支路溫度的檢測，本系統(tǒng)就是采用了 AT89S52 為主控的 8 路溫度檢測的系統(tǒng)。 論文首先簡單介紹了該系統(tǒng)的基本原理及整體結(jié)構(gòu)，接著分硬件、軟件兩部分對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行闡述，其中軟件部分詳細(xì)描述。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研 、各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù) ,本文主要介紹了一個(gè)基于 AT89S52 單片機(jī)的測溫系統(tǒng)，描述了利用溫度傳感器 PT100 測溫系統(tǒng)的過程，對傳感器在單片機(jī)下的硬件連接，軟件編程以及各模塊系統(tǒng)流程進(jìn)行了分析，對各部分的電路也一一進(jìn)行了介紹 ,該系統(tǒng)可以方便的實(shí)現(xiàn)溫度采集和顯示，靈敏度高、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，適合于我們?nèi)粘Ｉ顪囟葴y量，也可以當(dāng)作溫度處理模塊嵌入其它系統(tǒng)中，作為其他主系統(tǒng)的輔助擴(kuò)展 [1]。 PT100 的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng) PT100 溫度為 0℃時(shí)它的阻值為 100 歐姆，在 100℃時(shí)它的阻值約為 歐姆。溫度的采集范圍可以在 200℃～ +200℃，濕度采集范圍是 0%～ 100%[2]。以 AT89S52 為處理控制核心，利用 PT100 溫度傳感器來采集溫度，經(jīng)過 AD 轉(zhuǎn)換將采集到的數(shù)值經(jīng)過轉(zhuǎn)換后進(jìn)行溫度值的顯示，其中 RS485可以實(shí)現(xiàn)串口通信。 可以對每一路信號 設(shè)置報(bào)警上限和下限。主要實(shí)現(xiàn) 8路溫度的巡檢。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對 8路溫度的檢測和顯示，可預(yù)設(shè)各路溫度的上、下限值，設(shè)置定點(diǎn)和巡回檢測方式及報(bào)警功能。 因此鉑被公認(rèn)為是目前制造熱 電阻 材料。 PT100 的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng) PT100 溫度為 0℃時(shí)它的阻值為 100 歐姆，在 100℃時(shí)它的阻值約為 歐姆。單片機(jī)軟件編程的自由度大，可通過編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作， 支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式。其內(nèi)部有一個(gè) 8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù) 地址碼 鎖存 譯碼 后的信號，只選通 8路模擬輸入信號中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。此地址經(jīng) 譯碼選通 8路模擬輸入之一到 比較器 。當(dāng) OE 輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到 數(shù)據(jù)總線 上。 （ 1）定時(shí)傳送方式 對于一種 A/D 轉(zhuǎn)換器 來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。因此可以用查詢方式，測試 EOC 的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳送 。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 485 通信模塊 RS485 由于傳輸速率高 , 傳輸距離遠(yuǎn) , 故本系統(tǒng)采用 RS485 標(biāo)準(zhǔn)。 RS485 的特性包括： （ 1） RS485 的電氣特性：邏輯 “1” 以兩線間的 電壓 差為 +（ 2— 6） V 表示；邏輯 “0” 以兩線間的電壓差為 （ 2— 6） V 表示。 （ 4） RS485 接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為 4000 英尺，實(shí)際上可達(dá) 3000 米 (理論上的數(shù)據(jù)，在實(shí)際操作中，極限距離僅達(dá) 1200 米左右 )。其系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖如下圖 1所示 。如果你使用 C語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之 選。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會更加深刻。 功能是： 1．原理布圖 2． PCB 自動(dòng)或人工布線 3． SPICE電路仿真 。 章節(jié)安排 本論文共分為五章。第 4章是調(diào)試與分析，通過測試程序，驗(yàn)證各模塊的功能，并對調(diào)試過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析與總結(jié)。 總體設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，硬件方面需要完成如下設(shè)計(jì)：以單片機(jī) AT89S52 為核心部件， Pt100 溫度的采集 , 基于 ADC0809 的數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)通信，控制報(bào)警， 按鍵設(shè)計(jì)，溫度顯示等 ,其整體設(shè)計(jì)框圖如圖 21所示。 其中 AT89S52 單片機(jī)為系統(tǒng)核心，主要完成對溫度數(shù)據(jù)的采集和處理，控制系統(tǒng)的工作，協(xié)調(diào) RS485 串行通信 。片上 Flash 允許 程序存儲器 在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。其內(nèi)部有一個(gè) 8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù) 地址碼 鎖存 譯碼 后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個(gè)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換 。它的工業(yè)原西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 理：當(dāng) PT100 在 0 攝氏度的時(shí)候他的阻值為 100 歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的 但他們之間的關(guān)系并不是簡單的正比的關(guān)系，而更應(yīng)該趨近于一條拋物線。 MAX485 芯片 MAX485 接口芯片是 Maxim 公司的一種 RS－ 485芯片。 MAX485 的驅(qū)動(dòng)器擺率不受限制 , 可以實(shí)現(xiàn)最高 的傳輸速率 。 總體電路圖 該設(shè)計(jì)以 AT89S52 為核心構(gòu)造，對總體的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用的是 C 語言進(jìn)行編程， C 是一種很具有結(jié)構(gòu)化的語言。 在 C 編程的基礎(chǔ)上，根據(jù)硬件電路原理圖，本系統(tǒng)的軟件程序主要包括了：主程序，初始化， LCD1602 的溫度顯示 ，報(bào)警函數(shù)子程序設(shè)計(jì) ，數(shù)據(jù)的 AD 轉(zhuǎn)換，485 通信設(shè)計(jì)。同時(shí)，如果采集到的溫度超過了閾值范圍，都將中斷進(jìn)入報(bào)警系統(tǒng)，對采集到的溫度產(chǎn)生報(bào)警信號；如果采集到的溫度在介于閾值范圍之間，則正常顯示溫度，并且循環(huán)顯示 8路溫度，直到將 8路溫度全部顯示完畢 。 其引腳功能如下： IN0— IN7: 8位模擬量輸入端 ADD A, ADD B, ADD C: 模擬量輸入通道地址選擇線，其 8 位編碼分別對應(yīng)IN0— IN7， 通道選擇表如下表 31所示 ALE: 地址鎖存端 START: ADC 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號，正脈沖有效，該信號要求保持在 200ns 以上。將采集到的信號 ,經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換并由單片機(jī)系統(tǒng)讀取。主要的流程圖如圖 32所示。高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)選擇指令寄存器。 它具體的指令操作包括清屏，回車，輸入模式控制，顯示開關(guān)控制，以為控制，顯示模式控制如下 32 表所示。如下 34所示。當(dāng)鍵閉合時(shí)，該鍵為低電平；當(dāng)鍵斷開時(shí)，該鍵為高電平。 開 始去 抖 動(dòng) ， 延 時(shí)等 待有 按 鍵 按 下 ？按 鍵 確 實(shí) 按 下 ？按 鍵 處 理轉(zhuǎn) 換 顯 示 通 道+ ， 保 存 鍵 值按 鍵 釋 放結(jié) 束 YY 去 抖 動(dòng) ， 延 時(shí)等 待NNNY 恢 復(fù) 按 鍵 圖 35 按鍵設(shè)置處理程序流程圖 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 RS485 通信模塊程序設(shè)計(jì) 上位機(jī)和下位機(jī)之間的串行通信采用 RS 485 標(biāo)準(zhǔn)接口 , PC 端接一個(gè) RS232 的轉(zhuǎn)換電 路 ,就實(shí)現(xiàn) RS485 總線控制。 發(fā) 送 / 接 收 端 接 收 / 發(fā) 送 端數(shù) 據(jù) 線 圖 36 半雙工工作方式 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 開 始串 口 初 始 化接 收 數(shù) 據(jù)M A X 4 8 5 發(fā) 送 使 能 信 號發(fā) 送 結(jié) 束M A X 4 8 5 接 收 使 能 信 號結(jié) 束 YN 圖 37 485通信流程圖 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 4 章 調(diào)試與仿真 在完成了硬件設(shè)計(jì)跟軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，就將對產(chǎn)生的程序進(jìn)行 調(diào)試，本系統(tǒng)采用的調(diào)試是仿真調(diào)試，基于 Keil 和 Proteus 的聯(lián)調(diào)過程中，對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試仿真。單擊確定即可，如圖 42。 圖 44 添加 C源文件 選中欲添加的源程序，單擊“ Add”按鈕，將源程序添加到工程當(dāng)中。如圖 45所示。在此說明的是，溫度的采集中 PT100 傳感器的工作原理是可調(diào)電阻原理，電阻值的變化引起電壓變化，經(jīng)過轉(zhuǎn)換得到溫度值，故在此用滑動(dòng)變 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 阻器來代替了傳感器來進(jìn)行軟件的仿真。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 49 LCD顯示的溫度值 圖 410 撥動(dòng)滑動(dòng)變阻器之后 LCD顯示的溫度值 硬件調(diào)試 經(jīng)過了軟件的仿真后，將程序燒到單品機(jī)中，進(jìn)行硬件調(diào)試，即將生成的 .hex 文件載入系統(tǒng)控制中心單片機(jī)中。切換通道，可以 觀察到不同通道的溫度值，如圖 412 所示 。經(jīng)過查看模塊程序，發(fā)現(xiàn) DELAY 程序的延遲時(shí)間有的太短有的太 長，所以造成了一次的按鍵操作系統(tǒng)沒有反應(yīng)或者系統(tǒng)當(dāng)成了多次操作。觀察知，偶然因 素引起的誤 差可以使得數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。在軟件設(shè)計(jì)中 ,實(shí)現(xiàn)了溫度采集 ,AD 轉(zhuǎn)換，溫度顯示等功能。 同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，學(xué)習(xí)的理論知識功底不足， C 語言學(xué)習(xí)不牢靠，不能夠完全融會貫通所學(xué)到的知識。 （ 1） 在該設(shè)計(jì)中是有線溫度控制，可以采用無線模塊方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度數(shù)據(jù)采集。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 參考文獻(xiàn) [1] 何麗華，譚成武，許治平，單片機(jī)多路溫度巡檢儀 [J]，自動(dòng)化儀表， 1998 [2] 張紅兵 王華凌 編著，基于鉑電阻 Pt100 的溫度傳感器設(shè)計(jì) [J]，電子制作，2020(11)： 36 [3] 溫宗周，單片機(jī)原理及接口技術(shù) （第 1 版） [M]，北京： 中國電力出版社，2020： 1101 [4] 薛紀(jì)文， C語言程序設(shè)計(jì)教程（第 1版） [M]，北京：北京郵電大學(xué)出版社，2020： 14160 [5] 朱清慧，翟天嵩，王志奎， Proteus 教程 — 電子線路設(shè)計(jì)，制版與仿真 （第1 版） [M]，北京：清華大學(xué)出版社， 2020： 200210 [6] 杜克銘 ， 姚燕 ， 李景涌 ， 基于 STC89C52 的多路溫度傳感器標(biāo)定系統(tǒng) [J],電子技術(shù)應(yīng)用 ， 2020(04) [7] 鐘偉雄 ， 基于 8051 單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng) ， 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) ， 2020(31) [8] 陳忠平， 51 單片機(jī) C 語言程序設(shè)計(jì)經(jīng)典實(shí)例（第 1 版） [M]，北京：電子工業(yè)出版社， 2020： 271280,337346 [9] 劉 鯤，孫春亮，單片機(jī) C語言入門（第 1 版） [M]，北京：人民郵電出版社，2020： 43116 [10] Konica Corporation. 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