温度基于单片机的数码管显示的k型热电偶温度计的设计与仿真

数码  时间:2021-01-25  阅读:()

武汉理工大学毕业设计论文基于单片机的数码管显示的K型热电偶温度计的设计与仿真

学院(系): 信息工程学院

专业班级: 信息工程xxxx班

学生姓名: xx

指导教师: xx

精品资料

学位论文原创性声明

本人郑重声明所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名

年 月 日

学位论文版权使用授权书

精品资料

本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1 、保密囗在 年解密后适用本授权书

2、不保密囗 。

作者签名 年 月 日

导师签名 年 月 日

摘 要

本文主要介绍了基于热电偶温度传感器的测温系统的设计。利用转换芯片MAX6675和k型热电偶将温度信号转换成数字信号通过模拟SPI的串行通信方式输送数据在通过单片机处理数据最后由数码管显示数据。

精品资料

本文采用了带有冷端补偿的温度转换芯片MAX6675、 K型热电偶、 89C51单片机、数码管等元器件设计了相应温度采集电路、温度转换电路、温度数码管显示电路。结合硬件电路给出了相应的软件设计测温精度可达到0.25℃。本系统的工作流程是首先热电偶采集温度数据经过MAX6675内部电路的处理后送给单片机进行算法处理最后通过数码管电路显示出测量温度。本设计最后对系统进行了proteus的调试和仿真实现了设计的要求。

关键词 温度传感器 热电偶 热时间常数 冷端补偿

精品资料

ABSTRACT

This design describes the thermocouple temperature sensor based on therapid temperature measurement system. The temperature signal is convertedinto digital signals by useing conversion chip max6675 and k-type thermocouple,conveying data via serial communication simulation spi in processing the datathrough the microcontrol ler, thefinal data from the digital tube display

This design uses a temperature conversion chip MAX6675  K-typethermocouple, 89C51microcontrol ler, LED and other components, designcorresponding temperature acquisition circuit, temperature converter circuit, theLED display circuit.With the hardware give outThe corresponding software design,temperature measurement accuracy up to 0.25℃The system works is: firstacquisition thermocouple temperature data through the Treatment of the of theMAX6675 internal circuit and be then sent to 89C51 Aim for rapid algorithmprocessing.Final ly, the LED circuitshows the measurement temperature values. Inthe last, the design of the system was proteus debugging and simulation,achievethe design requirements.

KEY WORDS Temperature sensor Thermocouple Thermal time constantColdjunction compensation

精品资料

目录

摘 要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I I I

ABSTRACT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I I

第1章 绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

第2章 系统原理概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.1热电偶测温基本原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.2热电偶冷端补偿方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.2.1 分立元气件冷端补偿方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

精品资料

2.2.2 集成电路温度补偿方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.2.3 方案确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.3硬件组成原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.4软件系统工作流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

第3章 元件和软件介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

3.1 单片机选择及最小系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

3.2 热电偶介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3.2.1 K型热电偶概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1

3.3 数字温度转换芯片MAX6675简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1

3.3.1 冷端补偿专用芯片MAX6675性能特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

3.3.2 冷端补偿专用芯片MAX6675温度变换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

3.4 KEIL软件仿真软件介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3.5 PROTEUS硬件仿真软件介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

第4章 程序设计及硬件仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

4.1 数据的采集. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

4.2 数据传输部分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

4.3 数据处理部分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

4.3.1 数据转换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

4.3.2 进制转换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

4.4 显示部分程序及仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

第5章 系统仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

结论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

精品资料

参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

附 录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

致 谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

精品资料

第1章 绪论

温度是反映物体冷热状态的物理参数对温度的测量在冶金工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工、国防、科研等领域中有广泛地应用。在某些特殊的场合对温度的检测速度有很高的要求例如在测量汽车发动机吸入空气的温度的时候就要求热响应时间小于1s 航天飞机的主发动机的温度测量要求0.4s内完成等。因此针对以上问题就有人提出温度快速测量的思想。

通常用来测量温度的传感器有热电阻温度传感器、热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器等几种。这些常用温度传感器一般的温度测量中可以满足响应速度的问题。但在特殊的场合就不能达到快速检测的要求例如在气体温度测量时候由于温度传感器自身的热滞特性而气体传热过程又比较缓慢气体温度测量就有很大滞后。工业常用的精度较高的温度传感器有铂热电阻、半导体温度传感器等。铂热电阻具有温度测量范围大、重复性好、精度高等特点但是响应不是很快特别是在对气体温度测量时至少要几秒钟1]。所以用温度传感器一般都存在着对气体温度变化响应较慢的问题。在对温度实时性测量要求比较高的系统运用常用温度测量方法很难做到对温度的快速测量对系统的精度影响就很大。

但是将热电偶应用在基于单片机的嵌入式系统领域时却存在着以下几方面的问题[2]。①非线性热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系,因此在应用时必须进行线性化处理。②冷端补偿:热电偶输出的热电势为冷端保持为0℃时与测量端的电势差值而在实际应用中冷端的温度是随着环境温度而变化的故需进行冷端补偿。③数字化输出与嵌入式系统接口必然要采用数字化输出及数字化接口而作为模拟小信号测温元件的热电偶显然无法直接满足这个要求。在许多热工实验中往往面临热电偶冷端温度问题,不管是采用恒温补偿法(冰点补偿法)还是电桥补偿法,都会带来

精品资料

咖啡主机22元/月起,美国洛杉矶弹性轻量云主机仅13元/月起,高防云20G防御仅18元/月

咖啡主机怎么样?咖啡主机是一家国人主机销售商,成立于2016年8月,之前云服务器网已经多次分享过他家的云服务器产品了,商家主要销售香港、洛杉矶等地的VPS产品,Cera机房 三网直连去程 回程CUVIP优化 本产品并非原生地区本土IP,线路方面都有CN2直连国内,机器比较稳定。咖啡主机目前推出美国洛杉矶弹性轻量云主机仅13元/月起,高防云20G防御仅18元/月;香港弹性云服务器,香港HKBN CN...

搬瓦工VPS:新增荷兰机房“联通”线路的VPS,10Gbps带宽,可在美国cn2gia、日本软银、荷兰“联通”之间随意切换

搬瓦工今天正式对外开卖荷兰阿姆斯特丹机房走联通AS9929高端线路的VPS,官方标注为“NL - China Unicom Amsterdam(ENUL_9)”,三网都走联通高端网络,即使是在欧洲,国内访问也就是飞快。搬瓦工的依旧是10Gbps带宽,可以在美国cn2 gia、日本软银与荷兰AS9929之间免费切换。官方网站:https://bwh81.net优惠码:BWH3HYATVBJW,节约6...

Hosteons - 限时洛杉矶/达拉斯/纽约 免费升级至10G带宽 低至年$21

Hosteons,一家海外主机商成立于2018年,在之前还没有介绍和接触这个主机商,今天是有在LEB上看到有官方发送的活动主要是针对LEB的用户提供的洛杉矶、达拉斯和纽约三个机房的方案,最低年付21美元,其特点主要在于可以从1G带宽升级至10G,而且是免费的,是不是很吸引人?本来这次活动是仅仅在LEB留言提交账单ID才可以,这个感觉有点麻烦。不过看到老龚同学有拿到识别优惠码,于是就一并来分享给有需...

数码为你推荐
非主流桌面背景图片大家都哪里找的那么个性的电脑壁纸,百度空间首页百度空间在哪里登入?免费阅读小说app哪个好想看小说有什么好用的app推荐?浮动利率和固定利率哪个好对于企业来说固定利率贷款与浮动利率贷款优缺点各是什么?谢谢了。ps软件哪个好怎么ps啊,哪个软件好q空间登录QQ空间经常提示要登录?空间登录qq如何在空间里登陆qq辽宁联通网上营业厅我进入到的中国联通微信营业厅,该如何进入到人工服务啊?辽宁联通营业厅辽宁移动网上营业厅进入办法YunOS手机显示yunos停止运行是什么意思
免费国际域名 花生壳免费域名 万网域名证书查询 stablehost 60g硬盘 大容量存储 本网站服务器在美国 bgp双线 idc资讯 双11秒杀 nerds 服务器是干什么的 web服务器安全 raid10 便宜空间 学生服务器 广东服务器托管 百度新闻源申请 asp简介 电信测速器在线测网速 更多