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利用單片機的溫度監控裝置設計

發布時間:2024-12-24 08:45:26

『壹』 如何利用Pt100測量溫度,設計可行的方案

★硬體設計:
完善的硬體設計是系統正常工作的基礎,基於PT100的溫度監控系統,硬體主要由以下四個模塊構成,單片機STC89C52、測溫模塊、顯示模塊、無線遙控模塊和超溫報警模塊。
★測溫模塊:
該測溫模塊主要是採集溫度信息,送給單片機進行處理。測溫模塊的結構如圖2所示,主要包括恆流源、PT100的四線式接法,放大電路和A/D轉換。
(1)鉑電阻。
鉑電阻PT100測溫時, 一般採用的方法是二線制或三線制接法。二線制吵清旁和三線制是用電橋法測量,最後給出的是溫度值與模擬量輸出值的關系。由於連接導線的電阻和接觸電阻會對PT100測溫的精度產生較大影響,故本系統採用PT100的四線式接法,沒有電橋,完全只是用恆流源發送,電壓計測量,最後給出電阻值,提高了測量精度。
(2)恆流源。
恆流源電路選取晶元運算放大器OP07,它和5個電阻搭建組成恆流源電路,輸出恆定的工作電流。
(3)放大電路。
正喊Pt100鉑電阻一端輸出升橡的電壓很小,如果直接和A/D相連,則轉換數據的偏差較大,所以本設計將鉑電阻一端輸出的電壓與放大電路相連,將電壓放大之後再和A/D相連,這樣就能得到較好的轉換效果,該放大電路是基於晶元LM348設計的。
(4)A/D轉換。
我們所測的信號是連續變化的物理量,通過A/D轉換將連續變化的模擬量轉換為計算機能接受的數字量,此處考慮到精度要求,採用了12位AD轉換晶元TLC2543晶元。
★超溫報警:
超溫報警,採用電磁式蜂鳴器,它由振盪器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源後,振盪器產生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發聲。如果測量溫度超過規定的溫度,蜂鳴器發出報警聲,同時LED閃爍並且液晶顯示超溫提醒。
★無線接收發射電路:
遙控器的遙控功能實現,是以電磁波或紅外線為數據傳輸介質,實現指令的傳送功能。遙控器發送的數據經過加密編碼,調制,載波輸出信號。接受模塊,則進行相反的操作,提取出遙控器發射過來的命令,再由單片機執行相應的命令,調節超溫報警的上限。發射和接收集成電路由晶元PT2262-IR/PT2272-M4組成。編碼晶元PT2262發出的編碼信號由:地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字,解碼晶元PT2272接收到信號後,其地址碼經過兩次比較核對後,VT腳才輸出高電平,與此同時相應的數據腳也輸出高電平,如果發送端一直按住按鍵,編碼晶元也會連續發射。當發射機沒有按鍵按下時,PT2262不接通電源,發射電路不工作,當有按鍵按下時,PT2262得電工作。
★軟體設計:
本系統軟體設計主要分為兩部分:鉑電阻分度表的線性化處理軟體設計和顯示模塊軟體設計。前者採用Matlab軟體計算,後兩者採用C語言編寫。
★鉑電阻分度表的線性化處理軟體設計:
利用Matablede的計算能力進行鉑電阻分度表的線性化處理,將測量范圍-40℃—120℃分三段線性回歸處理,用的方法是最小二乘法,通過計算可得:
(1)當84.27歐<電阻<100歐,溫度=2.55547*轉換得到的電阻-255.4075;
(2)當100歐<電阻<119.40歐,溫度=2.5772*轉換得到的電阻-257.7708;
(3)當119.40歐<電阻<146.07歐,溫度=2.61039*轉換得到的電阻-261.72914。
★顯示模塊軟體設計:
顯示模塊主要是顯示測得溫度,判斷是否超溫,當超溫的時候,蜂鳴器發出報警,LED閃爍且液晶顯示超溫提醒;當需要修改報警上限的時候,通過無線接收模塊的按鍵進行加減。
★系統調試:
完成了系統的硬體和軟體設計,然後對其進行聯合調試,系統正常運行,但仍需進一步完善,其中有兩個需要注意的問題:(1)PT100的工作電流問題。本系統選用的PT100的最大工作電流為0.3mA,如果流過鉑電阻的電流超過這個數值,鉑電阻本身會發熱,影響測量溫度的准確性,誤差可能越來越大;(2)負載電阻如果用電阻串並聯或者尋找近似電阻得到的,先逆向算出對應的溫度,再用萬用表調試,否則將影響測量結果,產生不必要的誤差。
(摘 http://www.xzbu.com/1/view-3654640.htm,有刪改)

『貳』 我是機電專業的學生,快要畢業了,我的畢業論文題目是基於51單片機的溫度控制系統設計

第1章 硬體電路分析
第1.1節 硬體電路概述該測溫系統由五部分組成:電源模塊、偵測模塊、顯示模塊、控制模塊、通訊模塊。電源模塊完成將200V,50Hz市電轉換為穩定的直流+5V電源的任務,包含變壓、整流、濾波和穩壓四部分,其中穩壓部分採用LM7805集成塊。串口通信模塊的任務是實現單片機與計算機的通信,通過軟體將程序下載至單片機中進行運行調試
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