基于51单片机、k型热电偶、max66758路温度显示系统.docx

自动化工程训练课程设计 学院名称 信息科学与工程学院 专业班级 自动化1202班 姓名 黎毅刚 指导老师 刘芳 目 录 绪论 方案论证 2.1温度采集方案 2.2显示界面方案 系统整体设计 3.1 系统总体分析 3.2设计原理 TOC \o 1-3 \u 各个元器件及芯片简介 4.1 AT89C51单片机介绍 4.2 K型热电偶简介 4.3 MAX6675简介 4.4 LCD12864简介 各部分电路设计 5.1温度采集电路 5.2数据处理电路 5.3温度显示电路 5.4超限报警电路 心得体会 附录1 硬件仿真图与运行效果展示 附录2 软件代码 第一章 绪论 在工业生产中，需要检测工艺生产线的温度，而且这个温度范围还很大。该系统采集主要以Atmel公司的AT89C51单片机为控制处理核心，由它完成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输。AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，片内带有一个8KB的可编程／可擦除／只读存储器。无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。因此用来设计工业温度检测系统相当的合适。 在本文中，主要说明单片机与K型热电偶以及K型热电偶模数转换器—MAX6675的组合，形成单片机的温度检测系统。包括：如何针对系统的需求选择合适的温度检测器件，如何根据选择的器件设计外围电路和单片机的接口电路，如何编写控制温度检测器件进行数据传输的单片机程序，并简要介绍数字温度传感器MAX6675的应用。 第二章 方案论证 2.1温度采集方案 方案一：模拟温度传感器。采用热敏电阻，将温度值转换为电压值，经运算放大器放大后送A/D转换器将模拟信号变换为数字信号，再由单片机经过比较计算得到温度值。优点：应用广泛，特别是工程领域，采用不同的热敏电阻，可实现低温到超高温的测量。缺点：必须采用高速高位A/D转换器，系统复杂，成本高，还以引进非线性误差，得通过软件差值修正 方案二：采用集成数字温度传感器DS18B20。该传感器采用单总线接口，能方便的与单片机通信。测温范围从-55到+125,测温精度9-12位可调，12位时最大转换时间为750ms，但是不满足本设计的要求。缺点：不能实现高温测量。 方案三：采用K型热电偶与K型热电偶模数转换器—MAX6675的组合，该组合采用单总线接口，能方便的与单片机通信，测量范围从0到+1050度，测温精度为12位，完全满足本设计的要求，因此采用此方案。 2.2显示界面方案 方案一：用数码管显示，优点：结构简单，成本低。缺点：只能显示一测量点和有限的符号。 方案二：采用LCD12864显示。可以实现中英文操作提示，方便人机交换。能同时显示多点温度值，使用方便，而且价格适中，本系统设计为多点温度采集情况可以采用。 第三章 系统总体设计 3.1 系统总体分析 本系统采用的是K型热电偶采集温度，因此本设计有温度采集部分，数据处理部分，温度显示部分，故障显示并显示部分组成。AT89C51单片机以及单片机的外围电路由晶振电路，复位电路，温度采集电路，温度显示电路，超限报警电路组成。系统设计框图如下： 八路温度数据采集电路晶振电路单 八路温度数据采集电路 晶振电路 单 片 机 LCD温度显示电路 超限报警电路 系统设计框图 3.2设计原理 温度采集部分 先使用K型热电偶对环境温度进行检查，再经过K型热电偶模数转换器—MAX6675，进行温度转换，将环境温度转换成12位二进制数据采集进单片机，以便单片机进行数据处理。在本系统中，由于是8路温度采集，因此使用串行的方式，依次对8路温度进行采集，并用单片机的P2口来传输与反馈数据。 数据处理部分 利用算法，在单片机中对采集到的数据进行处理，并转换成百、十、个位通过P0口进行输出。 温度显示部分 通过调用LCD的显示函数，将温度以两列的方式实时地显示在LCD上。 超限报警部分 通过软件算法，检测8度的温度是否在100度到999度的范围内，一旦超过这个范围，这进行故障报警，并在LCD上显示“超温”或者“低温”，并且同时通过蜂鸣器以及LED灯，来进行声光报警。 第四章 各个元器件及芯片简介 4.1 AT89C51单片机介绍 AT89C51单片机简介 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理