基于单片机的温度测量与显示设计.docx

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基于单片机的温度测量与显示设计

基于单片机的温度测量与显示设计

Temperaturemeasurementanddisplaydesignbasedonsinglechipmicrocomputer

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摘要

温度变化是目前人们日常工作和学习以及日常生活中一个比较重要的物理学现象和数据,因为如果使空气环境中的物体温度发生变化可能会直接地导致使空气中的物体经过燃烧、化学反应、发酵等一系列的各种物理和化学反应的过程产生不同的温度变化。

如果对于温度控制不得当,可能也就会直接地引起整个工业生产安全等一系列的安全问题。

因此对于工业温度的采集检测和自动控制对于当今的人们来说显得愈发的重要。

自动控制系统温度的采集和检测系统自动控制的系统在目前的许多工业产量、科学技术研究的领域以及实践中都已经成功的得到了大量的深入研究和广泛应用。

在对现代工业生产的安全自动化管理过程中,绝大多数的工作时候都被认为是需要对实际的温度变化数据的进行了采集、检测、控制,才能够可以有效地及时保证整个工业生产的过程都能够顺利的安全地顺利进行,以致使得工业产品的质量和生产效率都可以充分地得到了有效的保证。

通过正确使用自动温度控制系统可以对工业生产中空气环境的实际物体温度发生变化的情况及时进行了一系列的自动控制,安全地的进行,从而大大提高了整个企业的生产过程质量和管理的效率。

电子温度计是人们平时非常常见的电子器件之一,热电阻、热敏电阻热电偶等都是比较核心的转换元件,通常在我们计算温度时都会利用转换元件通过非电量转化电量的方法,通过温度与电量的联系来计算温度值。

在本设计中将会利用电桥平衡这一原理,通过铂电阻温度变化致使电阻变化时,电桥失衡时输出的电压值来计算温度值的设计。

在本设计中将会利用AT89S51列单片机作为本次设计的控制端,计算铂电阻电量与温度的关系,并通过ADC0832数模转换后经单片机控制端送在往LED显示数值。

关键词：

温度；铂电阻；ADC0832；AT89S51单片机

Temperaturemeasurementanddisplaydesignbasedonsinglechipmicrocomputer

Abstract

Temperaturechangeisanimportantphysicalphenomenonanddatainpeople'sdailywork,studyanddailylife,becauseifthetemperatureofobjectsintheairenvironmentchanges,itmaydirectlyleadtodifferenttemperaturechangesofobjectsintheairthroughaseriesofphysicalandchemicalreactionssuchascombustion,chemicalreaction,fermentation,etc.Ifthetemperatureisnotproperlycontrolled,itmaydirectlycauseaseriesofsafetyproblemsinthewholeindustrialproduction.Therefore,thecollection,detectionandautomaticcontrolofindustrialtemperaturebecomemoreandmoreimportantforpeopletoday.Automaticcontrolsystemtemperaturecollectionanddetectionsystemautomaticcontrolsysteminmanyindustrialproduction,scientificandtechnologicalresearchfieldsandpracticeshavebeensuccessfulinalargenumberofin-depthresearchandextensiveapplication.Intheprocessofsafetyautomationmanagementofmodernindustrialproduction,mostoftheworkisconsideredtobetheneedtocollect,detectandcontroltheactualtemperaturechangedata,soastoeffectivelyandtimelyensurethesmoothandsafeoperationofthewholeindustrialproductionprocess,Sothatthequalityofindustrialproductsandproductionefficiencycanbefullyguaranteed.Throughthecorrectuseofautomatictemperaturecontrolsystem,aseriesofautomaticcontrolcanbecarriedoutintimefortheactualtemperaturechangeoftheairenvironmentinindustrialproduction,whichcanbecarriedoutsafely,thusgreatlyimprovingtheproductionprocessqualityandmanagementefficiencyofthewholeenterprise.

Electronicthermometerisoneofthemostcommonelectronicdevices.Thermalresistance,thermistorthermocoupleandsoonarethecoreconversionelements.Usuallywhenwecalculatethetemperature,weusetheconversionelementtoconverttheelectricquantitythroughnonelectricquantity,andcalculatethetemperaturevaluethroughtheconnectionbetweentemperatureandelectricquantity.Inthisdesign,theprincipleofbridgebalancewillbeusedtocalculatethedesignoftemperaturevaluethroughtheoutputvoltagevaluewhentheplatinumresistancetemperaturechangesandthebridgeisoutofbalance.Inthisdesign,theAT89S51single-chipcomputerwillbeusedasthecontrolendofthisdesigntocalculatetherelationshipbetweenplatinumresistanceelectricityandtemperature,andsendthevaluetoLEDdisplaythroughADC0832digitaltoanalogconversionthroughthesingle-chipcomputercontrolend.

KeyWords：

Temperature；platinumresistor；ADC0832；；AT89S51singlechipmicrocomputer

引言

自动控制温度开关量自动监控系统在各个领域尤其特别的是工业数控单片机领域中已经在国际上有着极其广泛的控制和应用,随着我国工业数控专用单片机自动控制开关量技术的进步和其飞速发展,通过对使用数控单片机对特定的流速和被控温度开关量对象的温度开关量进行自动控制日益广泛的应用已成为今后数控单片机自动控制开关量系统应用领域的一个重要的趋势，人们都非常的需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和太阳能锅炉等加热过程系统中的主要流速和温度控制开关量参数进行自动控制监测。

采用最先进的高性能嵌入式单片机对各种嵌入式仪表的温度和功率进行自动测量,不仅极大地使其在设计上具有了温度测量方便、组太简单和操作使用的灵活性大等诸多的优点,而且有的用户甚至可以把其应用作为大幅度提高被测仪表工作温度的各项重要技术指标,从而也就使用户能够大大提高了温度检测产品的技术使用的质量和减少了设备检测产品使用的数量。

我们可以利用单片机温度的测量技术来达到更好的为我们的工作生活和日常工作所提供的服务,随着我国单片机温度检测行业的迅速壮大和发展,将会越来越有更好的单片机温度测量仪的产品出现。

根据控制电阻的自动热效应及其变化在未来可以进行自动测量热阻,即控制电阻器的热敏度和电阻大小会同时随工作环境中的温度发生变化。

因此只要我们能准确的同时测量热电电敏热阻的导电效应和热敏电阻的温度变化,就已经完全可以准确的同时测量热敏电阻器的工作温度。

论文从系统的硬件和核心软件两方面具体深入论述了对单片式冷压缩机系统实时温度的测量和其功能的控制管理以及系统的基本硬件设计与其功能的实现,总结论文在系统的软件和程序设计方面主要是采用了结合c语言和多种汇编语言的设计方法和工具来进行设计和开发并进行单片机软件程序的开发和设计,使得单片机指令的编写和执行操作效率高和系统运行速度快,节省了系统存储的资源和空间。

1绪论

1.1理论基础

单片微微型可编程控制机也就是可以或者简称控制机为单片微计算机或可编程控制机,它的特点之一是将所有的可编程计算机和控制处理系统全部集成到计算机微型单芯片中。

它在其原理上可以等效于微型可编程计算机。

与其他传统的微型计算机远程控制管理系统和计算机相比,单芯片的微型计算机仅其优点局限于缺少了一个i/o设备。

简而言之:

微型单芯片已经完全变成了微型可编程计算机。

为广泛的工程学习,应用和专业的研究人员开发微型计算机控制系统提供了便利的工具和技术条件。

同时,学习和了解如何使用微型可编程单片机也是我们学习和了解微型可编程计算机的原理和其基本结构的最佳辅助工具和最好的选择。

在目前现代机械工业中广泛应用的嵌入式自动化智能控制设备和系统中,单片机主要是承担了系统的自动化和智能控制的任务。

由于其在控制系统的体积,功耗,价格和性能以及系统的操作性能等多方面的都具有显著的优势,已被广泛地研究和推广使用。

单片机控制系统是微型电机和嵌入式计算机的一个重要的分支。

另外,新型嵌入式单片机的结构和接口在其种类和接口数量上都已经得到了很大的提高和发展,大大地改善了传统单片机的结构和功能,大大简化了系统的硬件整体和结构。

根据其基本的结构和功能是嵌入式计算机微电子工业控制系统应用设计的主要技术特点和其优势,它已完全可以嵌入和直接集成到嵌入式计算机的工业应用中设计和控制微电子系统中,因此这种单片机数据的自动收集,处理和自动控制的研究和应用已经是工业嵌入式计算机的自动化实践和工业信息自动化技术研究和应用的主要技术研究的领域和方向之一。

近年来,工业机械设备的自动化,智能仪表控制电路和我国民用航空工业微电子系统等诸多行业和领域,微控制系统的相关技术也在实践中得到了不断的改进和发展,日趋完善,丰富。

单片机微编程温度的控制和测量功能单片机微编程控制温度检测系统主要广泛的适用于机电自动温度控制系统的数据收集温度的测量,数据处理,自动实现温度的监视和其他的温度检测功能。

该微控制管理系统广泛的适用于食品加工企业目标粮库,药房等各类企业目标商品的加工加工仓储和管理,并且为各类企业的加工提供了一套科学的目标商品仓储和加工温度的监控和各种辅助目标商品仓储和加工的温度检测设备。

温度监控单片机目标商品温度的测量系统是非常重要的企业温度检测的数据和产品质量标准,为更好地准确的的掌握和进行温度检测企业目标商品加工加工温度的变化,增加了社会和经济效益发展企业提供了有力的温度检测技术和保证!

该单片机的控制处理系统广泛的使用于单片机,实现了基于单片机的工业生产,管理以及现代工业和我国社会主义经济日常生活的进一步现代化,从而逐渐的使得单片机科学技术进一步发展成为主要的工业生产力。

自1990年代以来,随着计算机信息时代的进一步快速发展和现代计算机电子科学以及信息系统应用技术的进一步成熟和发展,单片机的应用技术已经成熟并得到了一系列突破性的改进和发展,目前该系列单片机应用技术的基础理论和应用实践日益成熟,单片机已广泛应用于各个领域。

如今,人们越来越多地关注mcu在许多智能家用电子技术应用中的开发和设计以及应用,单片机的技术发展已经进入了一个新的时期,无论是自动设备的测量还是对智能电子家用仪器的开发和实践,都使我们可以清晰地看到智能家用单片机的结构和技术图。

在当前的智能计算机电子工业高速进步和发展的工业生产过程中,电子工业仍然是属于一个重要的新兴产业,工业生产的初期阶段人们将成功地熟练掌握和充分利用各种智能电子信息的集成技术,电子信息的集成技术与智能家用单片机的集成技术很好地进行了集成,有效地改善和提高了智能家用单片机的实际性能以及应用和开发的效果。

智能电子工业的单片机电子集成设备和技术目前作为许多智能家用电子工业计算机的集成设备和技术的一个重要的分支,在许多智能家用电子产品的制造和应用领域的广泛应用丰富了许多智能家用电子产品的基本结构和其功能,为促进智能家用单片机电子工业集成设备的相关技术开发和产品设计以及其应用发展提供了新的方法和途径,实现了许多智能电子家用设备的技术创新和持续发展。

单片机存储器是属于一种计算机集成电路的芯片。

单片机存储器可以直接通过使mcu完成复杂的数据采集和控制操作,无论是使用的工具是数据采集和处理控制系统操作的符号还是系统操作的说明都完全可以通过复杂集成电路的单片机直接地完成。

因此,具有强大的复杂数据处理功能复杂控制系统技术和复杂信息处理数据的计算复杂信息处理数据计算功能的复杂集成电路单片机控制系统技术已经可以完全地广泛应用于各种工业以及智能电子应用的设备中。

简单地从芯片的定义来说,单片机本身实际上就是一个复杂集成电路的芯片,该集成电路芯片直接地组成了一个复杂数据处理控制系统,通过各种复杂集成电路和单片机控制系统技术的广泛应用,将复杂信息处理数据的采集处理计算和复杂数据信息处理的计算能力直接地集成到芯片中,实现了高速的数据处理。

目前,中国的企业办公电气信息数据处理的技术和办公自动化管理技术应用的普及和发展非常广泛,在许多的大学科研机构和一些大型企业的办公室都已经开始使用了办公自动化的办公电气设备。

因此,在较小的整个办公空间区域中我们需要同时使用大量的办公电气设备,并且在整个较小的区域和办公空间中需要大量的办公电源,这些都可能是严重的火灾事故造成了发生火灾的安全隐患。

因此,需要频繁的第一时间对我们进行了温度的检测以及有效防止严重的发生了火灾事故。

同时通过频繁的第一时间对我们进行了温度的检测,可以保证我们在火灾的发生第一时间迅速的发现了各类火灾事故,并及时的对我们进行了火灾监测和及时发布了事故的报警

1.2测温原理

图1.1平衡电桥

近年来,dc保护电桥保护对角线电桥已被广泛地研究和推广使用。

如图所示,当保护的电桥接近初始平衡时,取最小的初始平衡限流值以及提高了保护电桥振镜的稳定性和振镜的灵敏度。

在初始平衡的状态设定为r1r3=r2r4时,输出的初始平衡电压和输出的电流均被设定为0,并且很好地保证了电桥平衡处于一个初始平衡的限流状态。

因此,r1r3=r2r4是很好地保证了电桥平衡的一个必要条件,当两个电阻之一发生改变时,v也可能会因改变而相应地发生改变。

例如输出限流电压为i0u0=i0r0=us1.3铂电阻

此设计过程可能需要我们使用一个简单的pt100电阻器。

温度以几乎均匀的速度变化而发生增加。

常见的组件tpt100温度感应组件主要包括陶瓷框架组件,玻璃云母拉丝组件和陶瓷云母拉丝组件。

它们由连接和缠绕在一起的陶瓷框架,玻璃陶瓷框架和被缠绕在云母拉丝框架上的云母铂丝组件组件制成,然后通过复杂的过程进行处理。

1.3铂电阻

1.3.1工作原理

它的基本结构设计和其测量原理工作的依据主要包括了如下设计和工作的原理:

例如当ptpt100在0摄氏度的室温下工作时候他的径向抛物线阻抗速度的峰值为100欧姆,它的直线径向阻抗峰值的速度应该会随着径向抛物体温度的不断上升而发生变化并且会造成近似匀速的抛物线速度增长。

但他们之间的区别是线性径向阻抗数值速度趋近的关系并不是简单的不与速度成正比的线性径向阻抗的数值速度趋近的关系,而更精确的数值定义我们应该可以说它指的是阻值速度趋近于一条长的径向抛物线。

2:

电源放大器需要量测集极电压vo时,不需要尽可能直接区分出任何的电流,否则电源放大器需要测量的集极电压值可能会非常的不准。

电路零件结构的分析由于一般的差动电源稳压放大器在使用供应较多的放大器零件之后,电源放大器是很有可能会出现带有高杂讯的。

图1.2PT100/PT1000铂电阻RT曲线图表

1.3.2PT100热电阻分度表

1.4铂电阻组成的单臂电桥

如上图1.1所示,当电阻r2为直流铂电阻时,由于其内外界电流环境值与温度的波动关系发生变化,电阻阻抗的值发生变化,导致直流电桥失去平衡,此时由从u0输出的直流电压发生变化为i0i0u0=i0r0=us。

因此,我们的传感器可以充分利用铂电阻的阻值随温度波动变化的特性,来轻松实现对温度的测量。

2单片机嵌入式系统

2.1单片机嵌入式系统的历史

自1946年计算机诞生以来,数字电子和嵌入式计算机一直在特殊的嵌入式计算机房中得到使用。

在微型嵌入式计算机智能控制系统管理和数字信号控制的应用领域,为了能够更好地管理和实现基于嵌入式对象系统的微型专用计算机智能控制系统管理和数字信号控制,更好地管理和实现基于嵌入式对象系统的嵌入式智能计算机管理和数字信号控制的微型专用嵌入式计算机专用微型嵌入式计算机处理器系统称为微型专用嵌入式计算机智能控制微处理器系统。

现在,这项嵌入式智能计算机控制系统技术的应用发展非常迅速,已有40多年的技术发展和应用历史了。

微型专用嵌入式计算机智能控制微处理器系统广泛应用。

日常生活等各个领域,例如家用全自动家庭专用电器,工业自动化计量仪表,工程设计,科学技术研究等。

在嵌入式控制管理系统中,如果系统需要同时对多个对象控制系统执行实时的控制和快速实现实时响应的控制,则系统需要灵活的应用同时执行多任务的操作系统软件来快速实现对系统的实时响应控制。

但是在系统的开发和设计中,需要灵活的选择硬件和软件应用方式才能真正达到理想的系统设计和效果。

单片机嵌入式控制系统的主要发展特点和历史虽然发展时间不长,但已在许多的领域中已经得到了广泛的研究和应用,因为一个由单片机构成的嵌入式控制系统需要具有卓越的单片机性能和突出的功能等特点:

1、单片化电机自动控制元件的整体性能和软件集成度比较高,容易被人工设计和研究编制成复杂的自动计算机控制集成电路以及控制软件芯片,构成复杂的自动计算机控制集成电路,具有较好的实现单片化电机自动控制的硬件性能和集成特点,使用方便,容易轻松实现机电的一体化,实现多种计算机的智能控制。

2.control-oriented。

mcu的硬件结构使其具有很强的指令控制系统特性,其指令系统应用程序可以直接采用先进的汇编语言或c语言的软件来设计和编写其他由应用程序控制的应用程序,以更好地达到指令控制系统应用的根本目的。

同时可以直接实现复杂问题的控制和任务需求导向的控制。

3.强大的网络可靠性和高的抗干扰能力。

单片机的广泛应用可使系统用户可以在各种恶劣的工作环境下始终保持稳定系统运行和正常系统操作,具有很强的工作可靠性和高的抗干扰能力。

该测温系统的自动测温信号响应速度范围大,适应性强。

4.网络的结构和功能。

分布式单片机系统的设计可以作为分布式网络的一个控制终端,使得系统直接进入主机网络,构成一个可以进行分布式控制的系统,提高了系统的性能和运行的效率,是为了在系统运行时具有很强的工作可靠性。

5.较强的外部数据拓展和扩张能力。

根据单片机的外部应用系统的内部结构和设计的特点,程序内部数据的存储器和外部的数据接口和程序外部存储器的程序和数据容量在这些数据接口组成的芯片内部都基本上是固定的,通常不能完全地满足内部的单片机和外部应用系统的程序需要存储外部的程序数据接口只能将单片机存储器的程序和外部数据容量进行扩张,构成一片外存储器。

其他内部的特性有时候还需要一些外部功能的扩展。

单片机处理器和嵌入式软件应用系统必须具有强大的外部微机处理器和接口芯片才能兼容这些外部功能,因此单片机应用系统的内部结构设计必须具有良好的灵活性。

6.可靠性高。

为了使产品能够很好地满足各种复杂的工业测试环境应用的产品可靠性测试要求,单片机嵌入式微控制器设计芯片根据各种复杂的工业测试环境的产品可靠性测试要求对嵌入式单片机微控制器进行了优化设计,使其整体产品的可靠性能够很好地满足和适应各种恶劣的工作条件和测试环境。

嵌入式微控制器主要由各种模块化的单片机嵌入式微控制器、存储设备、输入输出控制接口等单片机控制管理硬件、系统控制管理软件、应用管理系统等控制软件部分共同组成。

各种模块化的嵌入式单片机嵌入微控制器芯片是嵌入式系统的一个重要核心部件。

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2.2单片机嵌入式结构

在设计和进行嵌入式测量和对应用智能化控制的计算机系统中,为了能够更好地实现和满足对测控嵌入式单片机对系统的智能化管理和对应用过程控制的需求,只用一个独立的嵌入式单片机的测控芯片往往实在是不能完全地达到系统的对测控的各种应用管理功能和过程管理要求,必须将嵌入式测量和对应用测控系统及其中央的计算机微控制器、运算器等一些作为核心的控制元件与一些测量测控计算机及其相应外部的计算机控制部件很好地紧密配合在一起进行使用,构成一个独立的嵌入式单片机的系统,实现对计算机应用对象和测控计算机体系的各种智能化系统管理和对应用过程智能化控制。

根据嵌入式测量和测控系统单片机和独立的嵌入式对象测控计算机系统的卓越的对系统管理性能和突出的对过程智能化控制的特点,在设计和进行嵌入式对象测控计算机系统的开发设计时主要考虑的问题包括三大部分,利用一个独立的嵌入式单片机实现的对系统管理和对过程的控制功能达到各种对测控系统应用的智能化要求、达到对系统所需的各种测控计算机硬件和对控制系统应用功能的过程逻辑和对系统所要实现的各种对测控应用功能的过程管理和对应用控制软件。

系统的基本结构和功能组成如图所示。

图2.1

1、单片机是中央控制器、计算单元、数据存储器RAM、程序存储器ROM、中断控制、1、单片式电机原理核心控制是一种由位于计算机程序中央的微控制器、计算机的控制处理单