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1、基于单片机的基于单片机的多路温度检测系统多路温度检测系统导导导导 师师师师:任子晖任子晖任子晖任子晖答辩人答辩人答辩人答辩人:梁浪浪梁浪浪梁浪浪梁浪浪主要内容主要内容 课题背景课题背景系统设计概述系统设计概述 硬件设计硬件设计软件设计软件设计结论与展望结论与展望23415课题背景背景 温度是工业生产过程中的常见控制温度是工业生产过程中的常见控制参数之一，对温度的测量与控制具有广参数之一，对温度的测量与控制具有广泛的实际应用价值和应用前景。泛的实际应用价值和应用前景。目前市场上针对温度测控的种类不在少目前市场上针对温度测控的种类不在少数，而且制作水平也在不断提高，但比起国数，而且制作水平也在不断
2、提高，但比起国外的同类产品，在功能、智能化程度、可靠外的同类产品，在功能、智能化程度、可靠性方面仍有差距，而且大多数的国外产品价性方面仍有差距，而且大多数的国外产品价格昂贵，因此提高技术水平，自主研发，生格昂贵，因此提高技术水平，自主研发，生产高性价比的产品将有很大的实际意义产高性价比的产品将有很大的实际意义 。系系统设计统设计概述概述u物体热胀冷缩物体热胀冷缩u热阻效应热阻效应 u热辐射热辐射（受热物体放出的辐射能与温度关系）（受热物体放出的辐射能与温度关系）u红外技术红外技术（物体表面的能量与温度关系）（物体表面的能量与温度关系）等等传统温度温度检测的原理的原理u晶体管温度检测晶体管温度检
3、测 （PNPN结结电容、结电压与温度关系）结结电容、结电压与温度关系）u集成电路温度检测集成电路温度检测（硅晶体管基极和发射极电流转换（硅晶体管基极和发射极电流转换与温度关系与温度关系）u石英晶体温度检测石英晶体温度检测（共振频率与温度关系）（共振频率与温度关系）u光纤温度检测光纤温度检测 等等新一代温度新一代温度检测检测本系统采用热阻效应（本系统采用热阻效应（Pt100）来测温度）来测温度 Pt100Pt100型铂电阻，在型铂电阻，在-100-100660660范围范围内内具有其他任何温度传感器无可比拟的优内内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势。与热电偶、热敏电阻相比较，铂的物理、势。与热
4、电偶、热敏电阻相比较，铂的物理、化学性能都非常稳定，尤其是耐氧化能力很化学性能都非常稳定，尤其是耐氧化能力很强，离散性很小，精度最高，灵敏度也较好。强，离散性很小，精度最高，灵敏度也较好。因此在工业领域，因此在工业领域，Pt100Pt100有很大的应用价值，有很大的应用价值，也得到了肯定。也得到了肯定。硬件硬件设计指示灯指示灯声音提示声音提示 A/D A/D 放大放大恒恒流流源源多多路路开开关关多多路路开开关关PT100CPU按按键键通通信信显显示示Pt100接接线电线电路路常用的采样电路有两种：常用的采样电路有两种：桥式测温电路；恒流源式测温电路。桥式测温电路；恒流源式测温电路。多路多路选择
5、电选择电路路 多路选择芯片中有多路选择芯片中有8 8路选择芯片路选择芯片CD4097CD4097）、）、1616路选择芯片等，本系统中选择了路选择芯片等，本系统中选择了1616路即路即CD4067CD4067 放大电路放大电路 一般情况下在放大电路的精选中，一般采用一般情况下在放大电路的精选中，一般采用三运放结构，如图所示，三运放结构，如图所示，A1A1，A2A2构成前级同相反构成前级同相反相放大，相放大，A3A3级差动放大。要保证放大器高性能，级差动放大。要保证放大器高性能，参数的一致性及对称性很重要。参数的一致性及对称性很重要。AD620 AD620的内部结构是由的内部结构是由OP-07S
6、OP-07S组成的三运放结构组成的三运放结构,性能大大优于自制的三运放性能大大优于自制的三运放ICIC电路设计。电路设计。AD620AD620是价格较低、低功耗是价格较低、低功耗仪用放大器仪用放大器,它只需要一只它只需要一只外部电阻就可设置外部电阻就可设置1 11000 1000 倍的放大增益。倍的放大增益。光耦、光耦、报报警警显显示示CPU ATMega1616K16K字节在线可编程（字节在线可编程（ISPISP）FlashFlash程序存储器程序存储器2 2个带有分别独立、可设置预分频器的个带有分别独立、可设置预分频器的8 8位定时器位定时器/计数器；计数器；1 1个带有可设置预分频器、具
7、有比较、捕捉功能的个带有可设置预分频器、具有比较、捕捉功能的1616位定时器位定时器/计数器；计数器；内含可编程的看门狗定时器内含可编程的看门狗定时器WDTWDT；1 1个可编程的增强型全双工的，支持同步个可编程的增强型全双工的，支持同步/异步通信的串行接口异步通信的串行接口UARTUART；1 1个可工作于主机个可工作于主机/从机模式的从机模式的SPISPI串行接口串行接口片内模拟比较器；片内模拟比较器；片内含独立振荡器的实时时钟片内含独立振荡器的实时时钟RTCRTC；4 4路路PWMPWM通道；通道；8 8路路1010位位ADCADCA/D电电路路软软件件设计设计 用用C C 语语言言进进
8、行行单单片机程序片机程序设计设计,采用采用结结构化程序构化程序设计设计思想思想:在在总总体体设计设计中采用中采用“自自顶顶而下而下”(TOP to DOWN)(TOP to DOWN)的的方法；方法；在程序在程序设计设计中采用模中采用模块块化化编编程。把整体任程。把整体任务务分成分成一个个子任一个个子任务务,子任子任务务再分子任再分子任务务,逐逐层细层细分分,每个子每个子程序都完成其程序都完成其规规定的功能定的功能,明确的明确的输输入入输输出。出。温度检测温度检测 温度显示、报警处理温度显示、报警处理 温度值传输温度值传输 开始开始 显示、单片机等初始化显示、单片机等初始化 读按键信息读按键信
9、息软软件流程件流程图图数据数据处处理理结论结论与展望与展望 本系统利用本系统利用Pt100Pt100铂电阻来检测铂电阻来检测1616点的温度，测量范围点的温度，测量范围为为00300300，分辨率为，分辨率为0.10.1，测量精度为，测量精度为0.50.5，精度，精度高，成本低，达到设计要求高，成本低，达到设计要求。该设计留有很大的扩展余地：该设计留有很大的扩展余地：（1 1）多一个）多一个I/OI/O口理论上可以多出口理论上可以多出1616路的温度检测。路的温度检测。（2 2）通过）通过RS485RS485将多个上位机联系起来进行多个地点对温度操控。将多个上位机联系起来进行多个地点对温度操控。（3 3）选择其他的智能型温度传感器（如）选择其他的智能型温度传感器（如LM35LM35，AD590AD590等），可以应用于等），可以应用于很广泛的领域很广泛的领域 仿真仿真谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH