基于51單片機的溫度測量儀的設計畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)
2025-07-25 00:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 單位與連續(xù)量比較，把連續(xù)量變?yōu)橛嬃繂挝坏恼麛?shù)倍，略去小于計量單位的連續(xù)量部分。這樣所得到的整數(shù)量即數(shù)字量。顯然，計量單位越小，量化的誤差也越小。可見，逐次逼近式的轉(zhuǎn)換原理即“逐位比較”。常用的逐次逼近式A/D器件有ADC080AD574A等。（2）積分轉(zhuǎn)換原理雙積分A/D轉(zhuǎn)換采用了間接測量原理，即將被測電壓值Vx轉(zhuǎn)換成時間常數(shù)，通過測量時間常數(shù)得到未知電壓值。所謂雙積分就是進行一次A/D轉(zhuǎn)換需要二次積分。轉(zhuǎn)換時，控制門通過電子開關把被測電壓Vx加到積分器的輸入端，積分器從零開始，在固定的時間T0內(nèi)對Vx積分（稱定時積分），積分輸出終值與Vx成正比。接著控制門將電子開關切換到極性與Vx相反的基準電壓VR上，進行反向積分，由于基準電壓VR恒定，所以積分輸出將按T0期間積分的值以恒定的斜率下降，當比較器檢測積分輸出過零時，積分器停止工作。反相積分時間T1與定值積分的初值（即定時積分的終值）成比例關系，故可以通過測量反相積分時間T1計算出Vx，即：Vx=( T1/ T0) VR反相積分時間T1由計數(shù)器對時鐘脈沖計數(shù)得到。由于雙積分方法的二次積分時間比較長，因此A/D轉(zhuǎn)換速度慢，而精度可以做得比較高。對周期變化的干擾信號積分為零，抗干擾性能也比較好。為了得倒得結(jié)果準確性，我們在程序里也加了16進制到10進制轉(zhuǎn)換，中斷，保護現(xiàn)場等一系列得安全措施。 其程序流程圖如下：中斷查詢 采集數(shù)據(jù)16進制轉(zhuǎn)換十進制數(shù)據(jù)分別存儲在寄存器送入顯示緩存上次采集數(shù)據(jù)顯示結(jié)果開中斷中斷初始化開啟中斷地址7FF8H保護現(xiàn)場查詢八路端口送顯存中斷子程序中斷子返回恢復現(xiàn)場關中斷 中斷返回圖62 A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標和參數(shù) （1）分辨率(Resolution)對于A/D轉(zhuǎn)換器來說，分辨率反映了輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需輸入的模擬電壓的變化量。分辨率定義為：分辨率=滿刻度電壓/2n—1其中：n是A/D轉(zhuǎn)換器中對應的二進制代碼的位數(shù)。（如圖7）位數(shù)分辨率N分數(shù)%滿刻度電壓（近似）81/25591/511101/1023111/2047121/4095131/8191141/16383151/32767161/65535圖7表中列出了不同位數(shù)與分辨率之間的關系。從表中可以看出，一個12位的轉(zhuǎn)換器能分辨出滿刻度電壓的1/(212—1)%。因此，一個滿刻度電壓為10V的12位A/。位數(shù)越多，分辨率越高。（2）量化誤差(Quantizing Error)當一個分辨率有限的A/D轉(zhuǎn)換器在進行A/D轉(zhuǎn)換時，必須把采樣電壓化為某個規(guī)定的最小數(shù)量單位（即量化單位，記為ULSB）的整數(shù)倍，這就是量化。實際上，ULSB是A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號最低有效位1所能代表的數(shù)量。由于模擬電壓在幅值上是連續(xù)的，因此它不一定能被ULSB整除，這樣在量化過程中不可避免地會引入誤差。對于有限分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器，在不考慮其他誤差因素的情況下，其轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性曲線之間的最大偏差，定義為量化誤差。（3）線性度(Linearity)線性度有時又稱為非線性度（Nonlinearity）。它是實際的轉(zhuǎn)換特性曲線與理想的轉(zhuǎn)換特性曲線之間的最大偏移量。（4）絕對精度(Absolute Accuracy)在一個轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對應的實際模擬電壓與其理想的電壓值之差不是一個常數(shù)。把這個差值的最大值定義為絕對精度。對于A/D轉(zhuǎn)換器，可以在每一階梯的水平中心點進行測量。絕對精度描述了在整個工作區(qū)間內(nèi)實際的輸出電壓與理想的輸出電壓之間的最大偏差。（5）轉(zhuǎn)換時間(Conversion Time)轉(zhuǎn)換時間定義為A/D轉(zhuǎn)換器完成一次從模擬量的采樣到數(shù)字量的編碼所需的建立時間，顯然，它反應了A/D轉(zhuǎn)換的快慢，實際應用中，只要滿足微機系統(tǒng)的要求，并不一定要用時間快的轉(zhuǎn)換器。3 A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理及器件介紹A/D轉(zhuǎn)換器是一種將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的轉(zhuǎn)換電路。A/D轉(zhuǎn)換器，按其輸出代碼有效位數(shù)的不同可以分為8位、10位、12位、16位和BCD碼輸出的7/2位、9/2位、11/2位等多種；按其轉(zhuǎn)換速度的不同可以分為超高速（轉(zhuǎn)換時間≤300μs）,高速(轉(zhuǎn)換時間330μs~33μs)、中速（轉(zhuǎn)換時間33~333μs）、低速（轉(zhuǎn)換時間333μs）等幾種。為適應系統(tǒng)集成的需要，有些轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)還包括多路轉(zhuǎn)換的開關、時鐘電路、基準電壓源和二、十進制譯碼器等，大大超越了原來的A/D轉(zhuǎn)換功能，為用戶提供了方便。大部分A/D轉(zhuǎn)換器包括采樣保持和量化編碼電路。采樣保持電路能把一個時間連續(xù)的信號轉(zhuǎn)換為時間離散的信號，并將采樣信號保持一段時間。量化編碼電路是A/D轉(zhuǎn)換的核心組成部分，依其形式不同，A/D轉(zhuǎn)換器可分為直接A/D轉(zhuǎn)換器和間接A/D轉(zhuǎn)換器。直接A/D轉(zhuǎn)換器能將輸入的模擬電壓直接轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字代碼（無中間變量）。其典型電路有并行A/D轉(zhuǎn)換器和逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。間接A/D轉(zhuǎn)換器在A/D轉(zhuǎn)換過程中，首先將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的時間或頻率，然后通過計數(shù)的方式轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。目前，間接A/D轉(zhuǎn)換器有電壓/時間變換型和電壓/頻率變換型兩種。 溫度傳感器：（圖8）圖8圖（8）三 過程論述本試驗分兩步，先做的是顯示，后做的采集。顯示這部分我們組借鑒的是靜態(tài)的顯示，經(jīng)過改動而成。隨后做采集，就是通過ADC0809進行模擬收集。在通過74LS373進行譯碼。這樣一來又有個問題了。實驗出來的室溫和人的體溫的變化太?。?月－5月）。所以才有了輸入的 放大。數(shù)據(jù)是放大了。但是還要面對的是:這樣以后顯示的卻可以隨著溫度的變化而改變，但實質(zhì)不是顯示的溫度，只能顯示出電壓值，因為手的溫度作用于熱敏電阻是通過模擬電壓傳給數(shù)碼管顯示的，顯示的數(shù)值都很大，這時就存在一個問題怎樣將電壓值精確地反映為溫度值。1數(shù)據(jù)定標下面對數(shù)據(jù)進行分析定標[12]：(1)用數(shù)字萬用表和溫度計采集溫度傳感器的溫度與阻值溫度℃2530363740阻值kΩ10最后根據(jù)二次線性擬合，又名最小二乘法，它的原理如下：a11x1+a12x2+……+a1nxn=b
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