铂金属多路温度巡回检测仪东华大学单片机_课程设计报告

1、单片机课程设计多路温度巡回检测仪的设计及单片机实验 姓名：东京的樱花 学号：10090# 设计题目：7、多路温度巡回检测仪 指导老师：潘#楼主造福东华学子啦，后面程序可以直接运行哦目录1、 项目设计要求32、 方案可行性分析. . 33、 硬件电路设计. . 4（1）、铂电阻测量单元. 4（2）、按键控制单元. 5（3）、AD转换单元. 6（4）、LED数码管显示单元. 7（5）、数据传输上位机单元. 84、 整体硬件设计连接图. 95、软件设计. . 10（1）、软件设计思想. 10（2）、程序流程图. 11（3）、程序清单. 125、 电路pcb原理图及pcb图设计. 136、 系统pro

2、tues仿真及调试. 157、 结果与展望. . 169、参考文献. . 1610、附录：程序源代码 + pcb 3d模拟图.161、 项目设计要求题7 多路温度巡回检测仪的设计设计一个多路温度检测仪，共有8个测温点，每个点连续检测8次，以平均值代表该点温度，并轮流在LED显示器上显示。测试检测元件为铂热电阻Pt1000, 温度测量范围为100 +500，测量精度为±1。系统每隔10秒完成一个点的测量，测量值除在LED显示器上显示外，还必须通过串行口（RS485）发送到上位机。任何时刻，可以通过按键切换显示通道。2、方案可行性分析在测温系统中，用温度敏感元件通过电路的调整可以把温度信

3、号转换为模拟电压信号，在将模拟电压信号远距离传输并通过A/D转换得到相应的数字信号，通过程序进行处理得到实时的温度数值。铂热电阻测量范围为200850，R0有10 、100和1000三种，分度号分别为Pt10、Pt100和Pt1000。铂热电阻的精度高，体积小，测温范围宽，稳定性好，再现性好，但是价格较贵。其电阻与温度的关系为：当T0时 R(T)= R0（1+AT+BT²） 当T< 0时 R(T)= R0 1+AT+BT²+CT³(T-100) 式中： RT为被测温度T下的阻值，单位为 R0为0下的阻值 T为实际温度值 A为常数3.9083×10&

4、#179;/ B为常数-5.775×107/² C为常数-4.183×1012/4由于我们要测得温度是100-500，所以，不用考虑小于0的情况了。所以公式为：R(T)= R0（1+AT+BT²）由数学知识可以直接解出T=（-A-sqrt(A2-4*B(1-R(t)/R0)）/2B(1)因为A、B、R（0）已知，所以只要测到R（t）就能够算出T。所以我们将测量电阻上的电压来算出电阻的阻值，进而得出他现在的温度。2、 硬件电路设计（1）、铂电阻测量单元设计思想：铂金属的阻值会随着温度变化而变化，所以可以通过测量它的电阻来确定温度。我们可以通过串接另一个阻值

5、已知的电阻通过电压的变化而确定铂金属的阻值。由电路知识求得：RV9=3*u/(5-u).(2)式（2）、按键控制单元设计思想：由于有八路信号，所以可以用3*3的矩阵键盘，或者用8各独立的键盘来控制八路信号。我这里由于简化设计就用了8个独立的键盘控制。低电平有效。（3）、AD转换单元设计思想：由于精度要求+-1度，从100-500所以有400个档位，所以要9位（512）或者9位以上的AD转换器才能实现这个精度。我这里使用了TLC1543，这个ad芯片的精度很高，为10位串行逐步逼近型AD转换器（1024）。所以能精确到0.4度。其工作过程分为两个周期：访问周期和采样周期。（4）、LED数码管显示

6、单元设计思想：LED接收来自p0口的数据信号与地址信号，通过地址锁存，分时复用来实现LED数码管的动态显示，我这里用74ls373来作为锁存器，来锁住数据与地址信息。（5）、数据传输上位机单元设计思想：由于rs232传输的距离有限，所以我们这里使用传输距离更远的rs485。Max485位一款rs485。但是由于485电平和rs232电平不符，所以，当我们连接计算机的时候还是要接上max232用来转换电平。4、整体硬件设计连接图软件设计（1）、软件设计思想在本次设计中，mcu主要的工作是将ad采集来的数据，通过一定的计算转化成为温度的值，并且将这个值通过p0口输出到led数码管上。在循环扫描八个

7、检测点的时候，顺便扫描按键部分，看有没有按键被按下，按下则进入按键服务程序，执行按键指定的测量。并通过串口传输到上位机上。由于软件源代码过长，这里简略的写ad部分（详细软件部分见附录）uint ADC(uchar chn1)uchar i;uchar addr8; uint ADresult; AD_eoc=1; AD_cs=0;_nop_();addr8=chn1;addr8<<=4;for(i=0;i<4;i+)/写地址 AD_add=(bit)(addr8&0x80);AD_clk=1;AD_clk=0;addr8<<=1; for(i=0;i<

8、;6;i+) /采样AD_clk=1;AD_clk=0;AD_cs=1;while(!AD_eoc);/查询_nop_();ADresult=0;AD_cs=0; /移位传数据for(i=0;i<10;i+)AD_clk=1;ADresult<<=1;m=AD_dat;ADresult+=m;AD_clk=0;AD_cs=1;return(ADresult);（2）、程序流程图（3）、程序清单void delay(uint z)延时z 毫秒void display(num)显示子程序，显示num和数据uint ADC(uchar chn1)AD转换子程序，负责转化模拟信号位数

9、字信号void Send(unsigned char dat)串口发送子程序，负责将收集到的数据发送到上位机上void jianpan(void)键盘检测子程序，负责不断地扫描键盘，看是否有键盘按下void main()主函数5、电路pcb原理图及pcb图设计用altium designer6.9设计并做出原理图pcb图设计画好原理图后电器检查通过后编译，并design-updatato pcb再布局布线覆铜。6、系统protues仿真及调试通过protues仿真，可以了解自己的电路到底能不跑起来，大部分的原件还是找得到的，就是不知道叫什么名字，所以在百度里查查名字后再连线，之后就是通过kei

10、l来编译生成的hex文件烧到mcu中去。8、 结果与展望通过本次课程设计，我更深刻理解了单片机，特别是51系列的单片机。当然，我也了解了一点avr的知识。Avr价格上面还是有点高，所以现在51单片机还是有很大的市场的。但是51的引脚比较少，所以还是主要用于简单的控制上面。对于我们大自动化的学生，我们可不要认为会51就好了，至少得学个arm cortex-m3吧。对于有追求，有理想的学生，我们更应该好好学习arm9的内容，以及linux系统。要是更高级的话，x86芯片也可以去研究。可是学校给我们做实验的机会太少了。就那几台设备，而且课内充满做一下，都不到在干什么。对于实验室，我只能说，粥少僧多啊

11、。主要还是没有实验室地皮的问题。建议扩展地皮，要建一个自由实验室，以用来给买不起试验设备的学子一个做实验的平台。我们应该做的是扬长避短，发挥所长，为社会做贡献。9、参考文献郭天祥10天学会单片机视频mcs-51单片机原理与应用张毅刚 刘杰 哈尔滨工业大学出版社郭天祥10天学会PCB教程视频10、附录：程序源代码 + pcb 3d模拟图（见附录）附录#include <reg52.h>#include<intrins.h>#include <math.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intu

12、int num;float num1; int keyval;int o;int i;int q;int rt;int tr;double n2;uchar port,m;uchar ge,shi,bai,qian;sbit wela=P27; int sy;sbit dula=P26; uchar led10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;sbit AD_eoc=P10;sbit AD_clk=P11;sbit AD_add=P12;sbit AD_dat=P13;sbit AD_cs=P14;sbit S1=P35; /

13、将S1位定义为P1.4引脚sbit S2=P34; sbit S3=P20; sbit S4=P21; sbit S5=P22; sbit S6=P23; sbit S7=P24; sbit S8=P25; void delay(uint z)uint k; for(z;z>0;z-) for(k=1000;k>0;k-); void display(num) n2=num;n2=n2*5/1024; n2=(3*n2)/(5-n2)*1000;/r1=3k电压求电阻 n2=3383.8-8.658*(sqrt(175850-23.1*n2); sy=n2; bai=sy/100%

14、10; shi=sy/10%10; ge=sy%10; P0=0xff; wela=1;wela=0;P0=ledbai; dula=1;dula=0; P0=0Xf7; wela=1;wela=0; delay(1); P0=0xff; wela=1;wela=0;P0=ledshi; dula=1;dula=0;P0=0xef; wela=1;wela=0;delay(1);P0=0xff; wela=1;wela=0; P0=ledge; dula=1;dula=0;P0=0xdf; wela=1;wela=0;delay(1);P0=0xff; wela=1;wela=0;P0=o;

15、dula=1;dula=0;P0=0xfe; /显示哪一路标号 wela=1;wela=0;delay(1);uint ADC(uchar chn1)uchar i;uchar addr8; uint ADresult; AD_eoc=1; AD_cs=0;_nop_();addr8=chn1;addr8<<=4;for(i=0;i<4;i+)/写地址 AD_add=(bit)(addr8&0x80);AD_clk=1;AD_clk=0;addr8<<=1; for(i=0;i<6;i+) /采样AD_clk=1;AD_clk=0;AD_cs=1;w

16、hile(!AD_eoc);/查询_nop_();ADresult=0;AD_cs=0; /移位传数据for(i=0;i<10;i+)AD_clk=1;ADresult<<=1;m=AD_dat;ADresult+=m;AD_clk=0;AD_cs=1;return(ADresult);void Send(unsigned char dat) SBUF=dat; while(TI=0) ; TI=0; void delay5(void) unsigned char m,n; for(m=0;m<200;m+) for(n=0;n<250;n+) ; void ji

17、anpan(void) if(S1=0) /按键S1被按下 tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+)port=0x0a; o=led1;num=ADC(port); tr=num+tr; num=tr/10; for(q=0;q<50;q+)display(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); /发送数据 tr=0; if(S2=0) keyval=2; tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x09; o=led2;num=ADC(port);tr=num+tr;num=tr/10;

18、for(q=0;q<50;q+)display(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); tr=0; if(S3=0) keyval=3; tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x08; o=led3;num=ADC(port);tr=num+tr; num=tr/10;for(q=0;q<50;q+)display(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); tr=0; if(S4=0) keyval=4; tr=0; for(rt=0;rt<

19、;10;rt+) port=0x07;o=led4;num=ADC(port);tr=num+tr;num=tr/10;for(q=0;q<50;q+)display(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); tr=0; if(S5=0) tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x06; o=led5;num=ADC(port);tr=num+tr; num=tr/10; for(rt=0;rt<50;rt+)display(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send

20、(ledge); tr=0; if(S6=0) tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x05; o=led6;num=ADC(port);tr=num+tr; num=tr/10;for(q=0;q<50;q+)display(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); tr=0; if(S7=0) tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x04; o=led7;num=ADC(port);tr=num+tr; num=tr/10;for(q=0;q<50;q+)disp

21、lay(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); tr=0; if(S8=0) tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x03;o=led8;num=ADC(port);tr=num+tr; num=tr/10;for(q=0;q<50;q+)display(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); o=led1; ; void main() TMOD=0x20; /TMOD=0010 0000B，定时器T1工作于方式2 SCON=0x40; /SCON=

22、0100 0000B，串口工作方式1 PCON=0x00; /PCON=0000 0000B，波特率9600 TH1=0xfd; /根据规定给定时器T1赋初值 TL1=0xfd; /根据规定给定时器T1赋初值 TR1=1; /启动定时器T1 while(1) jianpan(); tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+)port=0x0a; o=led1;num=ADC(port); tr=num+tr;jianpan(); num=tr/10; for(q=0;q<20;q+)display(num);jianpan(); Send(ledbai); Send(leds

23、hi); Send(ledge); tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x09;jianpan(); o=led2;num=ADC(port);tr=num+tr;num=tr/10; for(q=0;q<30;q+)jianpan();display(num); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x08; o=led3;jianpan();num=ADC(port);tr=num+tr; num=tr/10;for(q=0;q<30;q+)display(num); jianpan(); Send(ledbai); Send(ledshi); Send(ledge); tr=0; for(rt=0;rt<10;rt+) port=0x07; o=led4; jianpan();num=ADC(port);tr=num+tr;num=tr/10;for(q=0;q<30;q+)display(num); jianpan(); Send(le