课程设计-数字温度计.doc

harbin institute of technology课程设计说明书（论文）课程名称： 课程设计 设计题目：数字温度计设计 院 系：电信学院通信工程系 班 级： 0805103 设 计 者： 潘思迈 学 号： 1080510303 指导教师： 尹振东 设计时间：2011年4月15日至2011年6月6日哈尔滨工业大学2011年4月15日星期五哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名：潘思迈 院 （系）：电信学院通信工程系 专 业：通信工程 班 号：0805103 任务起至日期： 2011年 4 月15 日至 2011 年 6月5日 课程设计题目： 数字温度计设计 已知技术参数和设计要求：根据给定主要功能要求和主要元器件，设计一个完整的数字温度计。(1) 自制稳压电源(2) 被测温度的范围在0至200c(3) 用4位数码管显示温度值 工作量：1. 查找资料2. 设计论证方案3. 具体各个电路选择、元器件选择和数值计算4. 具体说明各部分电路图的工作原理5. 绘制电路原理图6. 绘制印刷电路图7. 元器件列表8. 编写调试操作9. 打印论文 工作计划安排：1. 查找资料、设计论证方案具体各个电路选择、元器件选择和数值计算绘制电路原理图一周2. 绘制印刷电路图、元器件列表一周3. 编写调试操作、打印论文 一周 同组设计者及分工：每人一组单独完成 指导教师签字_ 2011年 4月13日 教研室主任意见： 教研室主任签字_ 2011年4月13日 数字温度计设计摘 要 ：本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以铂热电阻pt100为温度传感器的新型数字温度计。主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。硬件电路主要包括主控制器，测温电路和显示电路等，主控制器采用单片机80c52。系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序等。此外，还介绍了系统的调试和性能分析。由于采用了铂热电阻pt100作为检测元件，与传统的温度计相比，本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。关键词：单片机，主控制器，温度传感器，铂热电阻pt100,单片机80c52，数字温度计设计任务与要求：已知技术参数和设计要求：根据给定主要功能要求和主要元器件，设计一个完整的数字温度计(1) 自制稳压电源(2) 被测温度的范围在0至200c(3) 用4位数码管显示温度值一温度传感器的设计1.稳压源的设计恒流源电路的作用是提供一个不随负载变化的电流，这样才能使该电流i通过pt100后让阻值变化转化为电压变化，从而输出变化的电压信号。因此恒流源输出电流的稳定程度将直接决定温度测量的精度，本设计中使用如图2所示的恒流源，输出电流为12ma。2. 铂热电阻pt100铂电阻是用很细的铂丝(0.030.07mm)绕在云母支架上制成，是国际公认的高精度测温标准传感器。因为铂电阻在氧化性介质中，甚至高温下其物理、化学性质都非常稳定，因此它具有精度高、稳定性好、性能可靠的特点。因此铂电阻在中温(-200650)范围内得到广泛应用。目前市场上已有用金属铂制作成的标准测温热电阻，如pt100、pt500、pt1000等。它的电阻温度关系的线性度非常好，如图1所示是其电阻温度关系曲线，在-200650温度范围内线性度已经非常接近直线。铂电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示：在0650范围内：rt =r0 (1+at+bt2)在-1900范围内：rt =r0 (1+at+bt2+c(t-100)t3)式中a、b、c 为常数，a=3.9684710-3；b=-5.84710-7；c=-4.2210-12；二.模数转换tlc0832是广泛应用的8位a/d转换器。tlc0832是双通道输入，并且可以软件配置成单端或差分输入。串行输出可以方便的和标准的移位寄存器及微处理器接口。参考电压为5v，不需要进行调零，使用非常方便，可以和任何型号的微处理器进行连接使用，最小功耗为15mw,转换时间为32us,最小误差为1lsb。adc0832为8位分辨率a/d转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05v之间。芯片转换时间仅为32us,具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变得更加方便。 芯片接口说明： cs_ 片选使能，低电平芯片使能。 ch0 模拟输入通道0，或作为in+/-使用。 ch1 模拟输入通道1，或作为in+/-使用。 gnd 芯片参考0 电位（地）。 di 数据信号输入，选择通道控制。 do 数据信号输出，转换数据输出。 clk 芯片时钟输入。 vcc/ref 电源输入及参考电压输入（复用）。3 单片机与显示部分 本模块使用80c52单片机，位移位存储总线寄存器cd4094和四位数码管组成单片机主要实现三方面的功能：管脚功能： vcc：供电电压。 gnd：接地。 p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流 p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流。 p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。 xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 xtal2：来自反向振荡器的输出。 psen：外部程序存储器的选通信号。四原理图五pcb图六.调试与问题分析程序编写完成后对其编译调试。设计采用keil c作为编译环境。pt100的校正:这个可以利用温度计和万用表就可以完成，利用温度计实际测得的温度值和利用万用表测得此时pt100的实际阻值，然后以此作为基准点进行后面的设计。显示电路的调试：使用函数信号发生器产生特定的信号，然后再将其输入到ad的模拟信号输入端，观察数码管的显示情况。7 元件清单元器件规格数量元器件规格数量电阻集成电路2k1cd409442k1at89c5212002lm78051pt1001ltc08321电容数码管2000u17segcoma40.1u 1200u1crystal10.1u 1整流桥50p22w02g 1三极管bd1402tran-2p2s 1八.源程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int #define ulong unsigned long#define _rrca_() cy = acc & 0x01 ;产生rrc a指令#define _rlca_() cy = acc & 0x80 ;产生rlc a指令sbit badcs=p14;sbit badcl=p15;sbit badda=p16;sbit flag=p17;sbit str=p27;sbit d=p26;sbit clk=p25;bit choose=0;unsigned char data1;unsigned char count;unsigned char cycle;uint ge,xiao1,xiao2;unsigned long data2;const uchar table117=0x81,0xed,0x43,0x49,0x2d,0x19,0x11,0xcd,0x01,0x09,0x71,0x31,0x93,0x61,0x13,0x17,0xff;const uchartable217=0x80,0xec,0x42,0x48,0x2c,0x18,0x10,0xcc,0x00,0x08,0x70,0x30,0x92,0x60,0x12,0x16,0xff;uchar buffer4=0x00,0x00,0x00,0x00;void delayus(uchar i) ;延时 while(-i); void display(void)uchar bit_count=0;uchar table_counter=0;uchar byte_counter=0;uchar temp_i=0;buffer0=xiao2;buffer1=xiao1;buffer2=ge;buffer3=0x00;/led_str_off;/先清零str=0;/led_clk_off;clk=0;for(byte_counter=0;byte_counter0)if(temp_i&0x80)=0)/led_d_off;d=0;else/led_d_on;d=1;temp_i=(temp_i 0; cycle- ) badda = 1;/badcl = 0;/pulse badcl = 1; cy = badda; _rlca_();/rrc a badcl = 0;/pulse data1= acc; for(cycle = 8; cycle 0; cycle- ) badda = 1; badcl = 1; cy = badda; _rrca_();/rlc a badcl = 0;/pulse /badcl = 0;/pulse */void ad(void) uchar i; /data1=0; badcs = 0;当tlc0832未工作时其cs输入端应为高电平，此时芯片禁用. badcl=0; badda=1; badcl=1; badcl=0;/i down badda=1; badcl=1; badcl=0;2 down badda=0; badcl=1; badcl=0;3 down badda=