【正文】 自始至終從設(shè)計的選題到設(shè)計任務(wù)書，開題報告，外文翻譯和論文的完成一直都關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計進程和進度。 28 參考文獻 [1] 張琳娜，劉武發(fā)．傳感檢測技術(shù)及應(yīng)用 [M]， 中國計量出版社 ， 1999； [2] 沈德金，陳粵初． MCS51 系列單片機接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?[M]， 北京航 空航天大學(xué)出版 ， 1990； [3] 鄭建國，一種高精度的鉑電阻溫度測量方案，自動化儀表 [M]， 1997； [4]馬家辰 . MCS51 單片機原理及其接口技術(shù) [M]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1997； [5] 周航慈 .單片機應(yīng)用程序設(shè)計 [M]， 北京航空航天大學(xué)出版社， 1991 年 8 版； [6] 李志全等 .智能 儀表設(shè)計原理及應(yīng)用 [M]， 國防工業(yè)出版社 ， 1998 年 6 版； [7] 李建民 .單片機在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [M]， 江漢大學(xué)學(xué)報 ， 1996 年 6 版； [8] 楊振江等 .智能儀器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應(yīng)用 [M]， 西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 年 12 版； [9] 劉坤 . 51 單片機 C 語言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全 [M]， 人民郵電出版社， 2021 年 9 版。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我了解并掌握了傳感器的基本理論知識，更深入的掌握單片機的開發(fā)應(yīng)用和編程控制。在畫原理圖、電路仿真和調(diào)試過程中不可避免地遇到各種問題，這要求保持沉著冷靜，聯(lián)系書本理論知識積極地思考，實在解決不了時候可以請教同學(xué)或指導(dǎo)老師。在整個設(shè)計的過程中，本設(shè)計的重點和難點是：怎樣將 PT100 熱電阻的非電量信號轉(zhuǎn)換為單片機單片機能識別的電量信號，其中的信號如何放大及放大倍數(shù)的確定等等。 經(jīng)過多次的修改和調(diào)試測量，本設(shè)計基本符合設(shè)計要求，由于受人為因素和軟硬件的限制，系統(tǒng)難免不了帶來一些誤差，但通過調(diào)節(jié)和精確計算可以減小誤差。 27 結(jié) 論 本溫度測量系統(tǒng)設(shè)計，是采用 PT100 溫度傳感器經(jīng)過放大和 A/D 轉(zhuǎn)換器送到單片機進行控制溫度顯示和時間顯示。 在仿真過程中由于軟硬件影響，還有人為計算誤差因素，使得測量溫度結(jié)果與理想測量結(jié)果存在一定的誤差，因此可以通過改變硬件參數(shù)和軟件程序設(shè)計來減少誤差。 本設(shè)計的前級放大電路的放大倍數(shù)為 20 倍，二級放大電路放大倍 數(shù)為 4倍，合起來整個放大電路放大了 80 倍，這樣輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器的信號才能被 A/D 轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換。 25 P33P34P35P36P15123456AXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1A T 8 9 C5 2RST5SCLK7I/O6X12X23VCC18VCC21+5V23456781R P 1RE S P A C K 7+ 5 Vkey1key2key3停止，時，分，秒，開始加鍵減鍵C13 0 p FC23 0 p FC33 0 p FC43 0 p FX1326748 1U2O P 0 7 C3 2647851U4A D62 0R11 k 5R21 0 k30%R V 12k3 267 481U5O P 0 7 C27%R V 24k+5VV1 2 .5 V+5VR54 0 kR41 0 0C81nC91nR61 0 0R81 0 kR32kR71 2 4 . 8+12v12v 1 2 v12v+12v+12vAIN12AIN23AIN34AIN45AIN56AIN67AIN78AIN89AIN911AIN1012REF+14REF13AIN01SDO16SDI17CS15EOC19CLK18U3T L C25 4 3vccR9C5R 1 0 圖 41 電路仿真圖 26 第三節(jié) 仿真分析 Proteus 軟件的仿真是依靠單片機程序來實現(xiàn)的，因此先將程序通過第三方 Keil C51 軟件編譯，連接，執(zhí)行后產(chǎn)生一個 HEX 文件，再與 Proteus 仿真軟件進行關(guān)聯(lián)就可以實現(xiàn)仿真。對于數(shù)碼管顯示電路，在仿真過程中沒有用三級管來驅(qū)動是為了畫圖的方便，這對仿真結(jié)果沒多大影響，但在實際電路連接中必須在數(shù)碼管加上三極管驅(qū)動。因此在本次仿真中用一個電阻來代替 PT100 熱電阻 ,通過改變電阻阻值來反映PT100 溫度測量。 第二節(jié) 電路仿真設(shè)計 啟動 Proteus 軟 件，按本次設(shè)計的原理圖畫出電路仿真圖，根據(jù)元件屬性設(shè)置相應(yīng)元件參數(shù)。 ④ 具有強大的原理圖繪制功能。 ③ 提供軟件調(diào)試功能。 ② 支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。它運行于 Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是： ① 實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。*/ return m4。 m3=m22570200。 /*m1=j*231。 m4=m1*(m2*1500*j/4096/80/m3+100)m5。 m3=。 m1=。 float m1,m2,m3,m4,m5。 return(ad)。 } _CS=1。 port=1。 CLOCK=0。 CLOCK=1。 D_IN=(bit)(portamp。i12。 port=4。 CLOCK=0。i++)。 for(i=0。 } 22 2. 溫度采集模塊 通過恒流源電路采集到的信號經(jīng)過放大電路進行放大后，送入到 A/D 轉(zhuǎn)換器進行 A/D 轉(zhuǎn)換 ,再送到單片機進行處理，將電壓轉(zhuǎn)換溫度。 return(Decimal=Decimal*10+(bcdamp。 } uchar BCD_Decimal(uchar bcd) { uchar Decimal。 RST=0。 //delayus(5)。 write_byte(add)。 //delayus(5)。 RST=0。 RST=0。 //delayus(5)。 write_byte(add)。 21 //delayus(5)。 } void write_1302(uchar add,uchar dat) //向 1302 寫入數(shù)據(jù) { RST=0。 ACC=ACC1。 SCLK=1。a0。 } } uchar read_byte() //向 1302 讀出一字節(jié) { uchar a。 SCLK=1。 SCLK=0。a0。 ACC=dat。AD/4096/G/I+100)B 第三節(jié) 軟件的流程圖 圖 31 系統(tǒng)總流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 DS1302 時鐘信號采集 PT100 溫度數(shù)據(jù)采集 處理讀到的數(shù)據(jù) 結(jié)束 18 圖 32 按鍵流程圖 Key1=0 ? N Y Y N N Y 開始 初始化 按鍵掃描 調(diào)用加鍵調(diào)時 調(diào)用顯示程序 調(diào)用減鍵調(diào)時 調(diào)用顯示程序 返回主程序 Key2=0 ? Key3=0 ? 19 圖 33 DS1302 時鐘流程圖 圖 34 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 圖 35 顯示流程 圖 圖 36 主函數(shù)流程圖 第四節(jié) 部分設(shè)計模塊 1. 時鐘數(shù)據(jù)采集模塊 2. 先向 DS1302 中寫入數(shù)據(jù)，再根據(jù) DS1302 時間信號的地址讀取數(shù)據(jù)。將上述條件代入得： T=A 17 2. 標(biāo)度變換 公式的獲取 根據(jù)上述的線性擬合結(jié)果： T=A同時，可通過再將標(biāo)度值代入可粗略估計在各個測量段內(nèi)的最大誤差值。而采用已知的分度表，建立數(shù)學(xué)模型，然后通過工程量（標(biāo)度）變換，通過測量 A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果后計算得到。 第二節(jié) 軟件的有關(guān)算法 最小二乘理論獲取溫度 ― 電阻公式 根據(jù)誤差理論，我們要獲得較高精度的溫度測量值，辦法一般有 2 個，要么采用查表法，要么建立高精度的數(shù)學(xué)模型。 軟件設(shè)計主要是對溫度進行采集、顯示 ,通過按鍵操作，進行時間的設(shè)置與修改。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。對于本系統(tǒng)，軟件設(shè)計更為重要。 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6R1 R2 R3 R4 R5 R6V C C1234567abcdefg8dp9V C CabfcgdedpL E D 21234567abcdefg8dp9V C CabfcgdedpL E D 31234567abcdefg8dp9V C CabfcgdedpL E D 41234567abcdefg8dp9V C CabfcgdedpL E D 51234567abcdefg8dp9V C CabfcgdedpL E D 61234567abcdefg8dp9V C CabfcgdedpL E D 1a a a a a abbbbbbc c c c c cdddddde e e e e effffffg