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

Pia云服务商春节6.66折 美国洛杉矶/中国香港/俄罗斯和深圳机房

Pia云这个商家的云服务器在前面也有介绍过几次,从价格上确实比较便宜。我们可以看到最低云服务器低至月付20元,服务器均采用KVM虚拟架构技术,数据中心包括美国洛杉矶、中国香港、俄罗斯和深圳地区,这次春节活动商家的活动力度比较大推出出全场6.66折,如果我们有需要可以体验。初次体验的记得月付方案,如果合适再续约。pia云春节活动优惠券:piayun-2022 Pia云服务商官方网站我们一起看看这次活...

Vultr再次发布充值多少送多少活动

昨天我们很多小伙伴们应该都有看到,包括有隔壁的一些博主们都有发布Vultr商家新的新用户注册福利活动。以前是有赠送100美元有效期30天的,这次改成有效期14天。早年才开始的时候有效期是60天的,这个是商家行为,主要还是吸引到我们后续的充值使用,毕竟他们的体验金赠送,在同类商家中算是比较大方的。昨天活动内容:重新调整Vultr新注册用户赠送100美元奖励金有效期14天今天早上群里的朋友告诉我,两年...

wordpress专业外贸建站主题 WordPress专业外贸企业网站搭建模版

WordPress专业外贸企业网站搭建模版,特色专业外贸企业风格 + 自适应网站开发设计 通用流行的外贸企业网站模块 + 更好的SEO搜索优化和收录 自定义多模块的产品展示功能 + 高效实用的后台自定义模块设置!采用标准的HTML5+CSS3语言开发,兼容当下的各种主流浏览器: IE 6+(以及类似360、遨游等基于IE内核的)、Firefox、Google Chrome、Safari、Opera...

数码为你推荐
softbank手机日本 SOFTBANK(软银)手机有什么型号是有中文版的?杰士邦和杜蕾斯哪个好安全套是杜蕾斯的好用还是杰士邦的好用?播放器哪个好什么播放器好用看书软件哪个好手机阅读软件哪个好用?清理手机垃圾软件哪个好清理手机垃圾的软件哪个好qq空间登录网页版登录3G版手机QQ空间的网址qq空间登录不上为什么我的qq空间登不上去考生个人空间登录湖南自考所有成绩查询怎么查willyunlee电影拳皇演的是什么意思网通dns服务器地址湖北省鄂州市葛店镇DNS服务器IP地址是多少
免费动态域名 国外在线代理 华为网络硬盘 免费测手机号 33456 上海联通宽带测速 最漂亮的qq空间 根服务器 联通网站 空间登录首页 备案空间 实惠 免费网络空间 阿里dns 阿里云个人邮箱 gotoassist 阿里云宕机故障 德国代理ip 卡巴斯基免费版下载 低价 更多