【正文】 address++。 //x%16 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 34 if(y 32) Row = y。 break。 if(x0 x1) { temp = x0。 delta_x = EndX StartX。 t=distance+1。i32。it。.39。 i) for(j=110。 for(j=0。 } } return key_value。 } else flag = 0。 j)。i=0。 p++。j0xA0。 if(delta_x delta_y) { distance = delta_x。 y0++) Lcd12864_draw_dots(x, y0, color)。 } write_data(Read_H)。 break。 write_cmd(0x36)。 //送垂直地址 write_cmd(0x80)。 write_cmd(0x01)。 RW = 0。 RS = 0。 } TLC2543_CS = 1。 port = 4。 include include include define M 5 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 30 sbit TLC2543_CLK = P2^0。 j = 82 (uchar)temp。 lcd_init_pic()。 str_dis(dis_buf2)。 uchar code dis_buf4[] = {按 13 號鍵顯示溫度 }。先檢查電路各個模塊是否能正常工作，如 T431 的參考極的電壓是否為 ，代替 Pt100 的 100Ω電阻兩端的電壓是否是 ，通過對信號放大模塊中的電位器的調節(jié)是否能正常影響信號放大模塊和運放加減模塊的輸出電壓。通常 REF＋接 VCC， REF－接 GND。 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 15 R910kR740k85326741U3A D 62085326741U2op 07V R 12kR82kV R 24kV C C+ 12V 12V+ 12V 12VR 1010kA023增益調整放大器 1 放大器 2 及偏置電路傳感器信號的輸入 圖 24 放大電路 A/D 轉換模塊 TLC2543 簡介 在本設計系統(tǒng)中，為了將模擬量溫度轉換成數字量，采用德州儀器公司生產的 12 位開關電容型逐次逼近模數轉換器 TLC2543，它具有三個控制輸入端，采用簡單的 3 線 SPI 串行接口可方便地與微機進行連接，是 12 位數據采集系統(tǒng)的最佳選擇器件之一。 硬件框圖以及簡要原理概述 本電路通過電源模塊給溫度感應模塊提供一個穩(wěn)定的電源使其正常工作。 熱電阻也是最常用的一種溫度傳感器。 熱電阻傳感器可分為金屬熱電阻式和半導體熱 電阻式兩大類，前者簡稱熱電阻，后者簡稱熱敏電阻。另一方面，傳感器的被測信號來自于各個應用領域，每個領域都為了改革生產力、提高工效和時效，各自都在開發(fā)研制適合應用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現。 本文采用 STC89C52RC 單片機， TLC2543 A/D 轉換器， AD620 放大器，鉑電阻 PT100 及 液晶 系統(tǒng)，編寫了相 應的軟件程序 ,使其實現溫度 及溫度曲線 的實時顯示。 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 ，數據處理與控制模塊，溫度、顯示模塊六個部分。目前運用受限的主要原因一是價格相 對較貴，二是非接觸式溫度傳感器的輸出同樣存在非線性的問題，而且其輸出 受與被測量物體的距離、環(huán)境溫度等多種其它因素的影響。 圖 11 系統(tǒng)的總結構框圖 第二章 硬件設計 PT100 傳感器特性和測溫原理 電阻式溫度傳感器 (RTD, Resistance Temperature Detector)是指一種物質材料作成的電阻 ,它會隨溫度的改變而改變電阻值。 表 21一 Pt100 分度表 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 13 放大器 AD620 放大器的選擇好壞對提高測量精度也 十分關鍵，根據查閱的相關資料，在放大器電路精選中，一般在首級放大器有低噪 聲、低輸入偏置電流、高共模抑制比等要求的大多采用自制的三運放結構，如 下圖 23所示，三運放中由 A A2構成前級對稱的同相、反相輸入放大器，后級 為差動放大器，在這個結構圖中，要保證放大器高的性能，參數的對稱性與一致 性顯得尤為重要，不僅包括外圍的電阻元件 R1與 R R3與 R R5與 R6，還包括 A1與 A2放大器的一致性，因此，要自制高性能的放大器對器件要求相當高。 CS 由低到高的變化將在一個設置時間內禁止DATA INPUT 和 I/O CLOCK。 圖 2 7 STC89C52RC 單片機控制電路 A0 1 A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8 A8 9 GND 10 A9 11 A10 12 R 13 R+ 14 /CS 15 DO 16 DI 17 CLOK 18 EOC 19 VCC 20 TLC2543 VCC 5V CLOK D1 D0 /CS A0 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 19 顯 示模塊 本設計采用液晶 12864來顯示溫度及溫度曲線。在對各個模塊進行檢測時可先檢測電源模塊是否正常工作，因為很多錯誤都是電源部分出問題導致或可以影響并反映在電壓部分上，如在這次的調試過程中發(fā)現大多數同學的電路出現問題都是電源的問題，要么是 TL431 燒壞了，要么是芯片燒壞了影響到了 TL431 的參考極的電壓，導致電源部分異常。 str_dis(dis_buf6)。 temp = voltage * 。 Lcd12864_draw_dots(125,62,1)。 switch(key_value) { case 13:temp_dis()。 TLC2543_CS = 1。 _nop_()。 } typedef unsigned char uchar。 //寫開 //LCDEN = 0。 //顯示開，關光標 delay_1ms(1)。 a = lcd_data 。 //送水平地址 for(j=0。 //送水平地址 ReadByte()。= (~(0x01 (15xlabel_bit)))。 x0++) Lcd12864_draw_dots(x0, y, color)。 } else { 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 36 incx = 1 。 StartX += incx。break。i++) //拆分 bcd { dis[i] = num%10。 } } typedef unsigned char uchar。 include include include define Keybord P1 uchar code Buffer[4] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7}。 i4。 temp)) { key_value = i+j*4。 // uchar temp。 include include void delayUs2x(uint delay1us) { uint j。 } for(i=A1。break。 StartY += incy。 } else if(delta_y == 0) { Lcd12864_drawline_x(StartX, EndX, StartY, Color)。 if(y0 y1) { temp = y0。 //若變白 case 1:Read_L |= (0x01 (15xlabel_bit))。 Read_L = ReadByte()。 j++) { write_data(*address)。 return a。 //清除 LCD 的顯示內容 delay_1ms(1)。 //寫命令 基于 Pt100_熱電阻的簡易溫度測量系統(tǒng) 32 LCDEN = 1。 include include include include define lcd_data P0 define A 5 sbit RS=P2^5。 _nop_()。 jM。 case 14:curve_dis()。 //Lcd12864_draw_dots(126,62,1)。 delay_1ms(200)。 str_dis(dis_buf4)。 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。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 主函數的設計 系統(tǒng)初始化，調用溫度子程序，調用顯示子程序，調用掃描按鍵程序，然后循環(huán)。 DATA OUT： A/D 轉換結果三態(tài)輸出端，在 CS 為高時，該引腳處于高阻狀態(tài)；當 CS 為低時，該引腳由前一次轉換結果的 MSB 值置成相應的邏輯電平。 +A1+A2+A3R2R1R7R6R3R5R4V INV O U T 圖 23 三運放結構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的發(fā)展，市面上出現了 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構，在本設計中 我們根據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。 PT100 溫度傳感器的測量范圍廣： 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，本設計即采用 PT100 作為溫度傳感器?！?，綜合價格以及后續(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℃。整個系統(tǒng)的核心是進行溫度測量與顯示，完成了課題所有要求。 關鍵詞： PT100 單片機 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 charac