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武汉华夏理工学院 信息工程课程设计报告书 课 程 名 称 专业方向课程设计 课程设计总评成绩 学生姓名、学 号 102124133 学 生 专 业 班级 自动化1133 指 导 教 师 姓名 黄梅志 课程设计起止日期 2016.12.5—12.23 专业方向课程设计任务书 ——智能仪表方向 学生姓名： 汤立争 专业班级： 自动化1133 指导教师： 黄梅志 工作单位：信息工程学院 设计题目： 智能温度测量仪表设计 初始条件： 以温度为测量对象，利用实验室可以提供的设备平台、仪器仪表、常见芯片，基于实验室已有的STC89C51单片机最小系统，设计一种智能温度测量仪表，温度测量范围为0-300°C，测量误差≤1°C。 2016年 12 月 5日  智能温度测量仪表设计 作者：汤立争 武汉华夏理工学院信息工程学院 摘要： 本文基于51单片机，设计对环境温度进行采集的温度采集系统。如何采集温度是本论文的首要问题。采用的方法是用热敏电阻作为温度传感器，通过其温度的变化导致其阻值的变化，再通过A/D转换将模拟信号转换为数字信号，最后由单片机将温度值显示在数码管上。项目包括硬件电路设计、软件编程等，在老师和同学的帮助下最后将温度采集顺利完成。 关键词： 单片机 A/D转换 数码管 C语言 1系统描述 温度传感器采集温度数据，通过单片机控制，将采集到的实时温度值在数码管上显示，同时将温度数据通过串口线传送到上位PC机；上位机在屏幕上显示温度数据，当若温度超过设定值，在显示屏上进行报警提示，并通过串口向单片机发送指令，单片机收到指令后控制蜂鸣器发音。还可以使用外界键盘随时修改温度设定值，达到不同的需求。 2硬件设计 2.1 系统硬件框图如图1所示 图1.系统硬件框图 其工作过程为：温度传感器采集温度信号，然后送入仪用放大电路对信号进行放大，再经过调零电路减小误差，再经过A/D转换将模拟信号转变成便于单片机处理的数字信号，同时可以将温度值在数码管上进行显示， 同时可以将 采集到的温度值与上位机软件设定 值进行比较，若超过设定值，可以驱动蜂鸣器报警，用外界键盘也可以修改温度设定值，体现其智能功能。 2.2 温度采集与放大电路的设计 PT100 是一种广泛应用的测温元件,在-50℃~600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势,包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等优点而DS18B20检测温度范围为–55°C ~+125°C ( –67°F ~+257°F)，不能满足要求，因此选用其它方法测温，此次选用Pt100作为测温元器件，采用Pt100铂热电阻温度传感器采集温度数据，Ptl00铂电阻具有抗震性能好、测温范围广、测量精度高、机械强度高、耐压性能好等特点,且电阻率较大。实际测量中有良好的重复性。PT100温度传感器0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。 采用PT100三线制接法作为温度采集部分，放大器电路，选用仪表放大器LM358放大器。 图2.温度采集与放大电路图 2.3 A/D转换电路的设计 将模拟电压信号送入A/D转换器，经过A/D转换之后将其变成数字信号再输入到单片机内进行处理，采用AD0808做为A/D转换器，电路图如图3所示： 图3.A/D转换电路 2.4单片机最小系统的设计 要使单片机工作起来，主要是给单片机增加上电复位电路和外接一个晶振。电路如图4所示： 图4.单片机最小系统 2.5人机接口电路的设计 它主要由6位一体数码显示管、键盘和 74HC573芯片构成，用于实现系统的温度显示与温度设定功能。在该人机接口电路的设计中，74HC573 为该模块电路的核心器件，功能相对完善。74HC573不仅能有效的将采集到的温度值通过数码管进行实时显示；并且还能控制矩阵键盘，读取通过按键获得的温度设定值，一方面可将设定值直接显示，另一方面还能传输给单片机。人机接口电路如图5所示： 图5.人机接口电路图 2.6蜂鸣器报警电路图 温度达到设定值，蜂鸣器响 图6蜂鸣器报警电路图 2.7单片机接口电路图 图7单片机接口电路图 3软件设计 3.1 主流程图的设计 3.1.1上位机程序流程图的设计 上位机程序主要完成与下位机的串口通信，显示并存储下位机传送来