课程设计（论文）数字式温度测量仪表的设计

1、吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书数字式温度测量仪表的设计学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称： 起止日期： 吉林化工学院jilin institute of chemical technology专业综合设计任务书一设计题目：热电阻测温二设计目的1掌握热电阻测温的基本原理及利用单片机开发工进行编写程序设计的方法； 2掌握用a/d,d/a等元件对电路信号进行转换的电路设计的方法；3熟练掌握利用单片机控制显示管的数字显示；4掌握利用变送器，使最后的测量范围变送精度在一定的范围内。三设计任务及要求设计基于三线制的热阻测温仪表，输入信号为pt100、cu50、cu100可选（能

2、够通过按键选择热电阻分度号），能够以数字形式显示被测温度，测温误差不大于0.5；具有变送功能，对应测温量程变送输出电信号为420ma，在0100测温范围变送精度0.5%。四设计时间及进度安排设计时间共三周（2010.11.012010.11.19）,具体安排如下表：周安排设 计 内 容设计时间第一周查阅相关资料和画电路图2010.11.012010.11.05第二周焊接电路及其下载程序调试2010.11.082010.11.12第三周整理有关的知识及做设计说明书和答辩2010.11.152010.11.19五指导教师评语及学生成绩指导教师评语:年 月 日成绩指导教师(签字):目 录第1章 专业

3、综合设计的目的1第2章 设计任务和要求22.1 设计的基本任务22.2 设计的基本要求2第3章 总体方案设计及原理33.1整体方案设计33.2 热电阻的工作原理33.3 热电阻的信号连接方式4第4章 基于热电阻的温度测量仪表的电路设计54.1 电源模块54.2 温度采集及信号调理模块54.2.1 采集调理模块54.2.2 a/d模数转换模块64.3 单片机系统设计104.3.1 单片机系统104.3.2 单片机与pc间通信接口电路104.3.3单片机与icl7135的连接电路设计114.4 变送模块124.4.1 d/a输出124.4.2 420ma输出13第5章 软件程序的设计145.1软件

4、介绍145.2 系统的程序设计16第6章 系统调整与测试17第7章 误差分析21第8章 结论21参考文献22附录（i） 程序23附录 (ii) 设计元件清单29附录 (iii) 整体电路图30第1章 专业综合设计的目的专业综合设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过专业综合设计使学生获得以下几方面能力，为毕业设计（论文）奠定基础。1进一步巩固和加深学生所学一门或几门相关专业课（或专业基础课）理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能；2培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力；3培养学生的团队协作精神、

5、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。第2章 设计任务和要求2.1 设计的基本任务本设计是将现场采集到的温度信号通过多种类型的热电阻（pt100、cu100、cu50）以电信号的形式表现出来，通过a/d采集并转换成相应的数字信号输入到单片机中。然后通过单片机的处理，把温度信号通过显示器显示出来，从而实现对现场温度的检测。同时要求将采集到的温度信号通过d/a变送成420ma电流的统一标准信号。从而使仪表的互换性和兼容性大为提高，仪表的配套也大为提高。2.2 设计的基本要求设计基于三线制的热阻测温仪表，输入信号为pt100、cu50、cu100可选（能够通过按键选择热电阻分度号），能够

6、以数字形式显示被测温度，测温误差不大于0.5；具有变送功能，对应测温量程变送输出电信号为420ma，在0100测温范围变送精度0.5%。第3章 总体方案设计及原理3.1整体方案设计本设计设计的数字检测仪表是把热电阻信号通过传感器检测转变为电压信号，经过调理电路转换成a/d输入的标准信号。之后a/d将模拟电压信号变转换成数字信号，然后送入单片机（mcu）进行处理和运算，单片机将处理的数据通过显示器显示。然后通过d/a将数字信号转换为电流模拟信号。电流信号经过i/v转换电路，转换为电压信号，最后再经过420ma电流输出电路，将信号变送成420ma标准信号输出。整体方案设计如图3-1所示。图3-1

7、整体方案设计图3.2 热电阻的工作原理热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（最好呈线性关系）。目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测

8、温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即rt=rt01+（t-t0）式中，rt为温度t时的阻值；rt0为温度t0（通常t0=0）时对应电阻值；为温度系数。中国最常用的铂热电阻有r0=10、r0=100和r0=1000等几种，它们的分度号分别为pt10、pt100、pt1000；铜电阻有r0=50和r0=100两种，它们的分度号为cu50和cu100。其中pt100、 cu100和cu50的应用最为广泛。3.3 热电阻的信号连接方式热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通

9、过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。目前热电阻的引线主要有三种方式：1、二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。2、三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。3、四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线

10、的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流i，把r转换成电压信号u，再通过另两根引线把u引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。第4章 基于热电阻的温度测量仪表的电路设计本

11、设计的电路主要由电源模块、温度采集及信号调理模块、a/d模数转换模块、单片机最小系统、da数模转换模块、420ma输出模块。具体电路和工作原理下面一一介绍。4.1 电源模块电子技术课程中所介绍的直流稳压电源一般是线性稳压电源, 它的特点是起电压调整功能的器件始终工作在线性放大区，由50hz工频变压器、整流器、滤波器和串联调整稳压器组成。它的基本工作原理为：工频交流电源经过变压器降压、 整流、滤波后成为一稳定的直流电。图中其余部分是起电压调节，实现稳压作用的控制部分。电源接上负载后，通过采样电路获得输出电压，将此输出电压与基准电压进行比较。如果输出电压小于基准电压，则将误差值经过放大电路放大后送

12、入调节器的输入端，通过调节器调节使输出电压增加，直到与基准值相等；如果输出电压大于基准电压，则通过调节器使输出减小。这种稳压电源具有优良的纹波及动态响应特性。本设计采用固定集成输出集成稳压电路，它主要由变压器（双9v，5w）、集成整流桥、集成稳压器lm7805（+5v）和lm7905(-5v)构成。如图4-1所示。图4-1 稳压电源4.2 温度采集及信号调理模块4.2.1 采集调理模块热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，所以我们可以把热敏电阻的阻值变化转换成相应的电压信号，然后经过后续的放大电路将采集到的电压放大到一定倍数，被a/d采集并输入到单片机内部。恒流源电路可以产生1ma恒定电流，把热电

13、阻rt的阻值转换为电压信号uo（uo=rt*11ma），如图4-2所示。电压放大电路主要是把电压信号放大一定的倍数，能被a/d比较精确地采集到。图4-2 温度采集及信号调理对于恒流电路：当稳压管lm385 1.2v 正常工作时，u1=1.2v。放大器a1是一个电压跟随电路，所以u2=u1=1.2v。故，ii=u/r5=1ma.。为了减小温度对恒流源的影响，本设计采用两只三极管组成的复合管。这样=1*2，增强了恒流源的抗干扰能力。针对电压放大电路：根据“虚短”原理： ui=u3根据“虚断”原理： = uo1=2u3即 ： uo1=2ui又由于： =所以,有： uo=2（1+ ）=8ui电压放大电

14、路之所以放大8倍是因为后续电路中的a/d采用的是icl7135，它的分辨率ui是= 1.2v/1999=0.06mv，基准电压是1.2v。而热敏电阻的采样范围是0100，电阻范围是50142的。因此，在基准电压允许的情况下，最优放大倍数是8倍。此外，为了去除电源上的干扰，设计中在放大器的输入端加了滤波电容10uf和0.1uf。这样，就提高了电路的可靠性。4.2.2 a/d模数转换模块a/d转换主要是为了把模拟信号转换成数字信号，输入到单片机中。a/d的型号和类型非常多，下面我们就本设计电路所采用的icl7135作一下简单介绍：icl7135的引脚功能及主要特性：icl7135是双斜积分式4位半

15、单片ad转换器，28脚dip封装。7135主要特点如下：1. 在每次a/d转换前，内部电路都自动进行调零操作。2在2000字（2v满量程）范围内，保证转换精度1字。3具有自动极性转换功能。4输出电流典型值1pa。5所有输出端和ttl电路相容。6有过量程（or)和欠量程（ur)标志信号输出，可用作自动量程转换的控制信号。7输出为动态扫描bcd码。8对外提供六个输入,输出控制信号(r/h,bush,st,pol,or,ur),因此除用于数字电压表外,还能与异步接收 /发送器,微处理器或其它控制电路连接使用。9采用28外引线双列直插式封装，如图4-3所示。图4-3 icl7135引脚图各外引线功能端

16、文字符号说明如下：v- 负电源端，v外接基准电压输入端，agnd模拟地，int积分器输出，外接积分电容（cint)端，az外接调零电容（caz)端，buf缓冲器输出，外接积分电阻（rint)端，rr+、rr-外接基准电压电容（cr)端，into、inhi被测电压（低、高）输入端，v+正电源端，d5、d4、d3、d2、d1位扫描选通信号输出端，其中 d5（msd）对应万位数选通，其余依次为d4、d3、d2、d1（lsd，个位），b8、b4、b2、b1bcd码输出端，采用动态扫描方式输出，bust指示积分器处于积分状态的标志信号输出端，clk时钟信号输入端，dgng数字电路接地端，r/h转换/保持

17、控制信号输入端，st选通信号输出端，主要用作外部寄存器存放转换结果的选通控制信号，or过量程信号输出端，ur欠量程信号输出端。在电路内部，clk和r/h两个输入端上分别设置了非门和场效应管的输入电路，以保证该两端在悬空时为高电平。v+ = +5v，v- =-5v，ta=25。功耗：1000mw（max）；电源电压：v+：+6v（max）；v-：-6v（max）icl7135的串行工作方式：1auto-zero（自动调零）相图4-4 7135时序图在该相时，内部in+和in-输入与引脚断开，且在内部连接到anlg-common，基准电容被充电至基准电压，系统接成闭环并为自动调零（autozero

18、）电容充电以补偿缓冲放大器、积分器和比较器的失调电压。此时，自动调零精度令受系统噪声的限制，以输入为基准的总失调小于10v。2singal-integrate（信号积分）相在该相，自动调零环路被打开，内部的in+和in-输入被连接至外部引脚。在固定的时间周期内，这些输入端之间的差分电压被积分。当输入信号相对于转换器电源不反相（no-return）时，in-可直接连接至anjg-common以便输出正确的共模电压。同时，在这一相完成的基础上，输入信号的极性将被系统所记录。3deintegrate（去积分）相该相的基准用于完成去积分（deintegrate）任务，此时内部in-在内部连接anlg-

19、common，in+跨接至先前已充电的基准电容，所记录的输入信号的极性可确保以正确的极性连接至电容以使积分器输出极性回零。输出返回至零所需的时间正比于输入信号的幅度。返回时间显示为数字读数，并由1000（vid/vref）确定。满度或最大转换值发生在vid等于vref的两倍时。图4-5 不同vid值时icl7135时序图4. zero-integrate（积分器返回零）相内部的in-连接到anlg-common，系统接成闭环以使积分器输出返回到零。通常这相需要100200个时钟脉冲，但是在超范围（overrange）转换后，则需要6200个脉冲。图4-4所示是vid为常数时的icl7135时序

20、图，由图4-4可知：在signal-integrate（即信号积分）相开始时，icl7135的busy信号线跳高并一直保持高电平，直到de integrate（去积分）相结束时才跳回低电平。在满量程情况下，这个区域中的最多脉冲个数为30002个。其中de integrate（去积分）相的脉冲个数反映了转换结果。图4-5是不同vid值时的icl7135时序。由图4-5可见：对于不同模拟量输入，icl7135的busy信号的高电平宽度也不同。icl7135的工作频率可分别为125khz、500khz；对应转换速度分别约为3次每秒、6次每秒、12次每秒。其中以250khz时的转换速度及稳定性较为合适

21、。a/d转换电路如图4-6所示。 图4-6 a/d模数转换电路14位二进制串行计数器 cd4060简介：cd4060 是由一振荡器和 14 级二进制串行计数位组成。振荡器的结构可以是 rc 或晶振电路。cr 为高电平时，计数器清零且振荡器停止工作。所有的计数器均为主-从触发器，在 /cp1 （和 cp0 ）的下降沿，计数器以二进制进行计数。在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟的上升和下降时间无限制。图4-7 cd4060引脚和功能表cd4060 是14位二进制计数器/振荡器电路，通过外部简单的rc振荡器，f=1/(2.3rtct),输出方波时间可选，有2的4次方，5次方，12次方，13次方，1

22、4次方等等。4.3 单片机系统设计4.3.1 单片机系统单片机系统是单片机能正常工作的条件，如图4-7所示。它主要由时钟电路、复位电路构成。p3.0和p3.1与max232的rx和tx相连，保证了能正常的下载调试程序。为了实现更为复杂的功能，我们得对接口电路进行设计和扩展。由于p0口输出三态门，不能产生高电平，所以需要接上拉电阻。其中，p0口与dac0832的di1di8连接，与dac0832的连接。单片机p2.7口与icl7135的pol相连， int0与busy相连，t0与icl7135的lock相连。p3.3与按键s1相连，按键主要是为了实现对不同型号热电阻的选择。p1和p2的其余引脚接

23、段码管的段选和位选。具体接法请观察各个端口的网络标号。 图4-8 单片机系统及接口电路4.3.2 单片机与pc间通信接口电路保证了能正常的下载调试程序，设计单片机与pc间通信接口电路如图4-8示。图4-9 单片机与pc间通信接口电路图4-9中，左边的db9连接器，作为通信接口。本设计就是利用maxim公司的单电源芯片max232来完成单片机ttl到rs-232c电平的转换。max232是单电源双rs-232c发送/接收芯片。它符合所有的rs-232c技术规范，只要单一 +5v电源供电；片载电荷泵，具有升压、电压极性反转能力，能够产生 +10v 和 -10v电压v+、v- ；低功耗，典型供电电流

24、5ma；内部集成2个rs-232c驱动器，内部集成2个rs-232c接收器。采用单一 +5v电源供电，外接只需4个电容，便可以构成标准的rs-232c通信接口，硬件接口简单，4.3.3单片机与icl7135的连接电路设计单片机与icl7135系统进行连接时，如果使用icl7135的并行采集方式，则不但要连接bcd码数据输出线，又要连接bcd码数据的位驱动信号输出端，这样至少需要9根i/o口线。因此，系统的连接比较麻烦，且编程也非常复杂。而icl7135的串行接法是通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果的。由其时序分析可知，在deintegrate（去积分）相，其脉冲数与转换结果具有一一对应关系。

25、实际上，可以通过单片机的定时器t0（也可以使用定时器t1,但需要将busy与int1连接）来计脉冲数。由于，定时器t0所用的clk频率是系统晶振频率的1/12。因此可利用单片机的ale信号作为icl7135的脉冲（clk）输入。但要注意，在软件设计编程中，若指令中不出现movx指令，ale端产生的脉冲频率将是晶振的1/6。本设计中，采用cd4060接入4mhz晶振并进行16分频,可产生250khz的时钟信号作为icl7135的工作频率输入，同时作为定时器0的外部计数源送入单片机的t0中。为了使定时器t0的计数脉冲的icl7135工作所需的脉冲同步，可以将icl7135的busy信号接至单片机的

26、p3.2（int0）引脚上，并且将定时器t0的工作方式置为模式1计数方式，选通控制信号gate置1。此时定时器t0是否工作将受busy信号的控制。由上述时序图可知，当icl7135开始工作时，即在积分波形的signal-integrate相开始时，也就是icl7135的busy信号跳高时，定时器t0才开始工作，且定时器t0的th0、tl0所记录的数据与icl7135的测试脉冲（从积分波形的signal-integrate相开始时deintegrate相结束这一区域内的脉冲称为测量脉冲）存在一定的比例关系。而要得到a/d转换结果所对应的脉冲数则应用测量脉冲的个数减去10001。这些转换通常可通过

27、软件完成，因此非常简单。通过a/d转换结果所对应的脉冲数可得到被测的模拟量。而其外部电路非常简单，只需要3个引脚与单片机相连接。pol与单片机的任一i/o口相连，busy与int0相连，clock与t0相连，10脚接模拟输入。基准电压采用1.2v提高分辨率。4.4 变送模块4.4.1 d/a输出dac0832是8分辨率的d/a转换集成芯片,如图4-10所示。与微处理器完全兼容。这个da芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。d/a转换器由8位输入锁存器、8位dac寄存器、8位d/a转换电路及转换控制电路构成。图4-10 dac0832引脚图dac083

28、2的主要特性参数如下：（1）分辨率为8位；（2）电流稳定时间1us；（3）可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；（4）只需在满量程下调整其线性度；（5）单一电源供电（+5v+15v）；dac0832结构：d0d7：8位数据输入线，ttl电平，有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)；ile：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；cs：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；wr1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ile、cs、wr1的逻辑组合产生le1，当le1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，le1的负跳变时将输入数据锁存；xfer：数据传输

29、控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；wr2：dac寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由wr1、xfer的逻辑组合产生le2，当le2为高电平时，dac寄存器的输出随寄存器的输入而变化，le2的负跳变时将数据锁存器的内容打入dac寄存器并开始d/a转换。iout1：电流输出端1，其值随dac寄存器的内容线性变化；iout2：电流输出端2，其值与iout1值之和为一常数；rfb：反馈信号输入线，改变rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；vcc：电源输入端，vcc的范围为+5v+15v；vref：基准电压输入线，vref的范围为-10v+10v；ag

30、nd：模拟信号地dgnd：数字信号地图4-11 da数模转换(经典电压输出电路)vda_out= -（vrefd）/256 ，d为输入的数字量；d/a数模转换电路如图4-11所示。4.4.2 420ma输出420ma输出电路的主要功能是把温度变送成420ma电流输出，如图4-12所示。因为d/a0832的输出信号是电流信号，所以为了实现信号的放大，要先把电流信号通过一电阻r0转换电压信号。为了实现0时的输出电压为0.4v，要通过软件给d/a赋值时加上一定初值t0。这样既简化了电路，又能减小误差，使系统更精确。图4-12 420ma.v/i转换电路由上图可知：r2=100k，r1=500k，rf

31、=20因此：io= *vi=0.01*vi 又：vi=0.42v所以：io=420ma 第5章 软件程序的设计5.1软件介绍keilc51是美国keil software公司出品的51系列兼容单片机c语言软件开发系统，与汇编相比，c语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。keil c51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到keil c51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍keilc51开发

32、系统各部分功能和使用。使用独立的keil仿真器时，注意事项如下：（1）仿真器标配11.0592mhz的晶振，但用户可以在仿真器上的晶振插孔中换插其他频率的晶振。 （2）仿真器上的复位按钮只复位仿真芯片，不复位目标系统。 （3）仿真芯片的31脚（/ea）已接至高电平，所以仿真时只能使用片内rom，不能使用片外rom；但仿真器外引插针中的31脚并不与仿真芯片的31脚相连，故该仿真器仍可插入到扩展有外部rom（其cpu的/ea引脚接至低电平）的目标系统中使用。我们用开发软件keil uvision3来编写、修改所需程序和下载程序到单片机运行。其下介绍keil uvision3的使用步骤：1双击kei

33、l uvision3，得到主画面：图5-1 keil uvision3基本画面2新建界面 project-new project。图5-2 keiluvision3的新建界面3 单片机的选择图5-3 单片机的选择界面如图所示能找到本次实习所需主要芯片at89c52。4c文件的建立于添加图5-4 添加c文件在添加c文件之后，就可以在里面编写自己的程序了，在编写完后编译，下载调试。如果没有错误，就可以烧录在芯片当中。5.2 系统的程序设计系统的程序流程图如图5-5所示。(a)图为主函数流程图，（b）图为int0的中断函数流程图，(c)为int1的中断函数流程图。 (a) (b) (c)图5-5 系

34、统流程图第6章 系统调整与测试1.操作步骤1) 连接好测温系统与热电阻之间的接线。2) 按功能键对三种热敏电阻进行切换测试。2.测试结果用设计的硬件电路来采样“a/d值测量温度值变送电流值”关系数据，用电阻箱模拟pt100,cu100,cu50的电阻值，从0到100每隔5取一次测量值。经比较测量温度测量误差在0.3内。说明系统已经达到了较高的测量精度。误差计算公式：绝对误差=准确温度-测量温度；相对误差=绝对误差/准确温度。3. 测试工具万用表：测量信号电压和电流输出。4. 误差分析温度测量误差在0.3以内，符合题目要求。误差产生的原因主要有杂波的干扰，接口之间存在电阻。恒流源输出电流的微小变

35、化。 改进措施：放大电路前加装滤波电路，恒流源电路由高精度集成电路恒流源替换。测试数据如下表所示：表6.1 cu100测试结果cu100温度()阻值()ad值测温值()绝对误差相对误差01001030.06-0.065102.1442535.01-0.010.00210104.2874059.980.020.00215106.42956015.08-0.080.00520108.57171320.06-0.060.00325110.71286324.970.030.00130112.852101830.04-0.040.00135114.991117135.05-0.050.00140117.

36、13132440.05-0.050.00145119.269147545.06-0.060.00150121.408162850.03-0.030.00155123.546178055.04-0.040.00160125.684193560.05-0.050.00165127.823208564.960.040.00170129.961224070.02-0.02075132.1239075.03-0.03080134.239254580.04-0.040.00185136.378269785.02-0.02090138.518284889.960.040.00195140.659300294

37、.970.030100142.83156100.04-0.040表6.2 pt100测试结果pt100温度()阻值()ad值测温值()绝对误差相对误差0100950.110.115101.9532385.08-0.080.01610103.90337910.15-0.150.01515105.84951715.1-0.10.00620107.79465520.05-0.050.02525109.73579525.05-0.050.00230111.67393130.11-0.110.00435113.608107235.16-0.160.01740115.541120840.07-0.070.

38、01845117.47134645.12-0.120.00350119.397148250.13-0.130.00355121.321162055.11-0.110.00260123.242176559.930.070.00165125.16189964.920.080.00170127.075203270.03-0.03075128.987216975.03-0.03080130.897230580.09-0.090.00185132.803244185.09-0.090.00190134.707257890.03-0.03095136.608271395.06-0.060100138.50

39、6284999.90.10表6-3 cu50测试结果cu50 温度() 阻值()ad值测温值()绝对误差相对误差0502030.03-0.03551.0722774.990.010.0021052.14435510.02-0.020.0021553.21543215.08-0.080.0022054.28550620.03-0.030.0022555.35658424.930.070.0033056.42665929.920.080.0033557.49673834.940.060.0024058.56581440.090.090.0024559.63589145.03-0.0305060.7

40、0496650.05-0.050.0015561.773104354.930.070.0016062.842112160.03-0.030.0016563.911119564.940.0607064.981127369.880.0207566.05135075.08-0.080.0018067.119142679.930.070.0018568.189150185.05-0.0509069.259157890.09-0.090.0019570.329165594.980.020表6- 4 变送电流测试结果温度（）变送电流值（ma）温度（）变送电流值（ma）04.015513.0954.8460

41、13.88105.686514.83156.517015.46207.347516.25258.178016.733098518.01359.849018.644010.679519.44511.4810020.1第7章 误差分析 温度测量误差在0.3以内，符合题目要求。误差产生的原因主要有：杂波的干扰、接口之间存在电阻、恒流源输出电流的微小变化、电阻阻值不精确等。 改进措施：放大电路前加装滤波电路，恒流源电路由高精度集成电路恒流源替换。第8章 结论经测试本设计达到设计要求。分别输入pt100、cu50、cu100在各个温度的阻值，能够以数字形式显示被测温度，测温误差不大于0.5，能够通过按键

42、选择热电阻分度号。通过3周的综合设计实习，使我对电子设计有了更深刻的了解。 我们这次设计课题是数字式温度测量仪表的设计，要求我们自主独立设计方案、编写程序、调试程序、专用芯片下载程序，最后在实现本设计是将现场采集到的温度信号通过多种类型的热电阻（pt100、cu100、cu50）以电信号的形式表现出来，通过a/d采集并转换成相应的数字信号输入到单片机中。然后通过单片机的处理，把温度信号通过显示器显示出来，从而实现对现场温度的检测。同时要求将采集到的温度信号通过d/a变送成420ma电流的统一标准信号。在指导老师的带领下，我们基本完成了所有的设计要求 ，实现了设计题目所要求的各种功能，设计具有三

43、线制的热阻测温仪表功能，输入信号为pt100、cu50、cu100可选（能够通过按键选择热电阻分度号），能够以数字形式显示被测温度，经过我们对实验数据的测量计算，测温误差不大于0.5，符合题目所要求的设计精度。而且，还具有变送功能，对应测温量程变送输出电信号为420ma，在0100测温范围变送精度0.5%。但是也有许多问题，发挥部分还不完善。 总体来说我还感觉到我对电子设计和eda知识认知有限，还不能独立开发系统，因此在今后的学习中，还需要不断学习相关电子设计知识和eda设计知识与技能。这次实习我收获颇多，特别感谢学校和学院给我们这次实习机会，感谢王聪老师和陈北辰在百忙之中来指导我们实习。在此

44、我深表感谢!参考文献1 樊尚春，信号与测试技术m，北京：北京航空航天大学出版社，2002，p179.2 纪宗南，单片机外围器件实用手册输入通道器件分册d，北京航空航天大学出版社，1998.3 谢自美，电子线路设计、实验、测试（第二版）m，华中理工大学出版社，2000，109.4 赵亮，侯国锐.单片机c 语言编程与实例m，人民邮电出版社，2003，89-90.5 马忠梅，籍顺心.单片机的c 语言应用程序设计m，北京航空航天大学出版社，2005，135-136.6 纪宗南，单片机外围器件实用手册输入通道器件分册d，北京航空航天大学出版社，1998.附录（i）程序#include#include #

45、includeunsigned char seg=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x7f;unsigned char seg_p100=0x0c,0xf9,0xc0,0xc0;unsigned char seg_c100=0x46,0xf9,0xc0,0xc0;unsigned char seg_c50 =0x46,0xf7,0x92,0xc0;unsigned char seg_str =0x80,0x80,0x80,0x80; /开始显示码unsigned char wei4=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;un

46、signed int ad_data8;unsigned char buf4;unsigned char flag=0, cont = 0,tn=0,sh_over = 0;unsigned int cn = 0;unsigned int idata ad_aver= 0,temp_z,temp_x,da_data;float rt_100, rt_50,t_100,t_50,vin;void delay_tms(unsigned int t)/精确延时tmsunsigned int i ,j;for(i = 0;it;i+)for(j=0;j3)m =0;void show_char(uns

47、igned char *p) /显示字符函数unsigned char m;for(m = 0; m4; m+) p2 = 0xff;p1 = *(p+m);p2 = weim;delay_tms(1);void zhduan() interrupt 3 /定时器1中断函数，用于控制显示tl1 = (65536-3000)%256; th1 = (65536-3000)/256;xbyte0x7fff = 20+0.82*temp_z; /给da写入数据，实现4-20ma变送cn+;if(cn = 500) cn = 0;sh_over = 1; if(tn = 0 & cont = 0) show_char(seg_str);sh_over = 0;if(tn=1 & sh_over = 0)