基于K型温度传感器测温系统的设计.doc

嘉应学院电子信息工程学院

学生课程设计报告

课程名称：自动检测技术

实验项目：简易数字温度计

班级：093班

姓名：江经平

座号：2091022143

基于K型温度传感器测温系统的设计

一、基本指标要求：

1、能用数字显示温度。

2、测量范围50℃~120℃。

3、测量精度5℃。

4、测量误差10%。

二、基本原理

图.1

（1）温度数据采集：利用K型温度传感器进行温度的采集。

（2）数据接收和处理：用单片机STC12C5A60S2和并行口进行数据接收和处理。

（3）显示部分：用单片机并行口控制2个数码管进行温度值显示。

（4）其他部分：包括自动复位电路和按键复位电路，晶振。

三、总体设计方案

方案一：热电偶

图.2

K型热电偶特性:

1.热电动势之直线性良好。

2.1000℃以下耐氧化性良好。

3.在溅金属热电偶中安定性属良好。

K型热电偶存在着以下四方面的缺点:

1.不适用于还元性气体环境，特别是一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体。2.热电动势与贵金属热电偶相比较时变化较大。

3.受Greemrot之影响会产生误差。

4.易受履

现象影响。

方案2：热敏电阻

NTC热敏电阻特性：

温度低时，热敏电阻阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，电在室温下的变化范围在10O~1000000欧姆，温度系数-2%~-6.5%。NTC热敏电阻器可NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面．

方案3：集成温度传感器AD590

AD590是NALOGDEVICES公司的产品。

图.3图.4

特性：

1、流过的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度（K）

2、AD590的测温范围为-55℃~+150℃；

3、AD590的电源电压范围为4～30V，可以承受44V正向电压和20V反向电压.

4、输出电阻为710mΩ；

5、精度高，非线性误差仅为±0.3℃。

原理图如图.5：

图.5

方案4：一线式18B20

DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

DS18B20产品的特点

（1）、只要求一个端口即可实现通信。

（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。

（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

（4）、测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。

（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。

（6）、内部有温度上、下限告警设置。

其原理图如图.7:

图.7

综合以上方案的特性、经济及各方面的考虑，最终选择了方案2作为我们的设计方案。

四、硬件设计

1、STC12C5A60S2最小系统

图.7STC12C5A

2、4位共阳数码管显示模块

图.84位数码显示原理图

3、K温度传感器模块

图.9K型传感器接线图

五、程序设计

用汇编语言完成对设计的软件编程，程序开始首先对温度传感器进行复位，检测是否正常工作；接着读取温度数据，主机发出CCH指令与在线的AD590联系，接着向DS18B20发出温度A/D转换44H指令，再发出温度寄存器的温度值BEH指令，并反复调用复位，写入及读取数据子程序，之后再经过数据转换，由数码管显示出来，不断循环。

其程序流程图如图.10所示：

主程序 ADC中断程序

图10

初始化程序：

#includeSTC12C5A

#includeintrins.h

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

#defineLed_DuandataP0

#defineLed_WeidataP2

#defineADC_FLAG0x10//ADCcompleteflag

uintAD_Data=0,ADC_Data=0,ADC_Data_bf=0;

ucharcodeseg[]={0xA0,0xBB,0x62,0x2A,0x39,0x2C,0x24,0xBA,0x20,0x28};

voidInitADC()

{

P1M1=0xff;//10仅做输入11为开漏

P1M0=0x00;

P1ASF=0