基于單片機(jī)的熱電偶溫度測(cè)試儀程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、基于熱電偶的溫度測(cè)試儀設(shè)計(jì)摘 要：基于熱電偶的溫度測(cè)試儀，該儀器是以at89c51單片機(jī)為核心，采用熱電偶冷端補(bǔ)償專用芯片max6675k對(duì)k型熱電偶進(jìn)行冷端補(bǔ)償并對(duì)來(lái)自k型熱電偶的t-和t+端的輸入信號(hào)進(jìn)行放大、ad轉(zhuǎn)換以及數(shù)字化處理最后經(jīng)過(guò)spi串口傳送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算處理，轉(zhuǎn)換成rom地址，再通過(guò)二次查表法計(jì)算出實(shí)際溫度值并調(diào)用相關(guān)的程序?qū)⒋藴囟戎邓徒o4位共陽(yáng)極led數(shù)碼管顯示或超量程報(bào)警。該熱電偶測(cè)溫儀的軟件用c語(yǔ)言編寫(xiě)，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：熱電偶，冷端溫度補(bǔ)償，89c51單片機(jī)，max6675，數(shù)碼管顯示abstract:based on thermocouple te

2、mperature measurement instrument, the instrument is at89c51 scm as the core, the compensation of thermocouple dedicated chip max6675k of k type thermocouple cold junction compensation and from the k type thermocouple of t- and t+ input signal amplification, ad conversion and digital processing at la

3、st through the spi serial transmitted to scm the single chip computer, processing, conversion into rom address, and then through a two look-up table method to calculate the actual temperature value and call procedures related to the temperature value to a total of 4 anode led digital tube display or

4、 overrange alarm. the thermocouple temperature measurement instrument software using c language, uses the modular structure design.key words: thermocouple cold end temperature compensation, single-chip computer, 89c51, max6675, digital tube display畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)

5、教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提

6、下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)

7、進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體

8、結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指

9、定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn)教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過(guò)程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及

10、格 不及格3、學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評(píng)定成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“”）教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見(jiàn)：系主任： （

11、簽名）年 月 日目錄1 前言12 整體方案設(shè)計(jì)32.1 方案論證32.2 方案比較43單元模塊設(shè)計(jì)53.1 單片機(jī)控制電路模塊53.2 溫度采集轉(zhuǎn)換電路模塊73.2.1 k型熱電偶73.2.2 具有冷端補(bǔ)償?shù)臄?shù)字溫度轉(zhuǎn)換芯片max667583.3 顯示電路模塊103.4 報(bào)警電路模塊124軟件設(shè)計(jì)134.1主程序設(shè)計(jì)135系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及精度和誤差分析145.1系統(tǒng)仿真結(jié)果145.2 誤差分析146 結(jié)論167 致謝178 參考文獻(xiàn)18附錄1電路原理圖19附錄2源程序代碼201 前言 溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)，對(duì)溫度的測(cè)量在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、機(jī)械制造和食品加工、國(guó)防、科研等領(lǐng)

12、域中有廣泛地應(yīng)用。在某些特殊的場(chǎng)合對(duì)溫度的檢測(cè)速度有很高的要求，例如：在測(cè)量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣的溫度的時(shí)候，就要求熱響應(yīng)時(shí)間小于1s；航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度測(cè)量要求0.4s 內(nèi)完成等。因此針對(duì)以上問(wèn)題就有人提出溫度快速測(cè)量的思想。通常用來(lái)測(cè)量溫度的傳感器有熱電阻溫度傳感器、熱敏電阻、熱電偶、半導(dǎo)體溫度傳感器等幾種。這些常用溫度傳感器一般的溫度測(cè)量中可以滿足響應(yīng)速度的問(wèn)題。工業(yè)常用的精度較高的溫度傳感器有鉑熱電阻、半導(dǎo)體溫度傳感器等。鉑熱電阻具有溫度溫度測(cè)量時(shí)至少要幾秒鐘。所以用溫度傳感器一般都存在著對(duì)氣體溫度變化響應(yīng)較慢的問(wèn)題。在對(duì)溫度實(shí)時(shí)性測(cè)量要求比較高的系統(tǒng)，運(yùn)用常用溫度測(cè)量方法很難測(cè)量

13、范圍大、重復(fù)性好、精度高等特點(diǎn)，但是響應(yīng)不是很快，特別是在對(duì)氣體做到對(duì)溫度的快速測(cè)量，對(duì)系統(tǒng)的精度影響就很大。在工業(yè)過(guò)程控制與生產(chǎn)制造領(lǐng)域普遍使用具有較高測(cè)溫精度及測(cè)溫范圍的熱電偶做測(cè)溫元件。在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶中,k型(鎳鉻-鎳硅)熱電偶由于具有價(jià)格低廉、輸出熱電勢(shì)值較大、熱電勢(shì)與溫度的線性關(guān)系好、化學(xué)穩(wěn)定性好、復(fù)制性好、可在1000下長(zhǎng)期使用等特點(diǎn),因而是工業(yè)生產(chǎn)制造部門(mén)應(yīng)用最廣泛的熱電偶元件。但是將熱電偶應(yīng)用在基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域時(shí)，卻存在著以下幾方面的問(wèn)題2。非線性：熱電偶輸出熱電勢(shì)與溫度之間的關(guān)系為非線性關(guān)系,因此在應(yīng)用時(shí)必須進(jìn)行線性化處理。冷端補(bǔ)償:熱電偶輸出的熱電勢(shì)為冷端保持為

14、0時(shí)與測(cè)量端的電勢(shì)差值，而在實(shí)際應(yīng)用中冷端的溫度是隨著環(huán)境溫度而變化的，故需進(jìn)行冷端補(bǔ)償。數(shù)字化輸出：與嵌入式系統(tǒng)接口必然要采用數(shù)字化輸出及數(shù)字化接口，而作為模擬小信號(hào)測(cè)溫元件的熱電偶顯然無(wú)法直接滿足這個(gè)要求。在許多熱工實(shí)驗(yàn)中，往往面臨熱電偶冷端溫度問(wèn)題,不管是采用恒溫補(bǔ)償法(冰點(diǎn)補(bǔ)償法)還是電橋補(bǔ)償法,都會(huì)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較高、實(shí)際的檢測(cè)系統(tǒng)較復(fù)雜.難以達(dá)到實(shí)時(shí)測(cè)量、接口轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜等問(wèn)題,而隨著計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域的普遍應(yīng)用,溫度參數(shù)的微機(jī)化測(cè)量與控制已成為必然趨勢(shì)。因此我們必須解決對(duì)熱電偶測(cè)量信號(hào)的放大調(diào)理、非線性校正、冷端補(bǔ)償、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字輸出接口等一系列復(fù)雜的問(wèn)題,以及解決

15、模擬與數(shù)字電路硬件設(shè)計(jì)過(guò)程和建表、查表、插值運(yùn)算等復(fù)雜的軟件編制過(guò)程,以達(dá)到使電路簡(jiǎn)化,成本減少,增加系統(tǒng)可靠性的目的。鑒于上面的分析,本論文主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一種基于高精度k型熱電偶傳感器的快速測(cè)溫系統(tǒng)。采用帶有冷端補(bǔ)償?shù)臏囟绒D(zhuǎn)換芯片max6675、k型熱電偶、89c51單片機(jī)、數(shù)碼管等元器件設(shè)計(jì)出相應(yīng)溫度采集電路、溫度轉(zhuǎn)換電路、溫度控制電路、超量程報(bào)警電路、數(shù)碼管顯示電路。系統(tǒng)用單片機(jī)對(duì)帶有冷端補(bǔ)償?shù)臏囟绒D(zhuǎn)換芯片max6675進(jìn)行控制,要達(dá)到任務(wù)書(shū)中的技術(shù)指標(biāo)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行protuse的調(diào)試和仿真試驗(yàn)，使其具有良好的實(shí)用性能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)固提表面、液體和氣體溫度的高精度快速測(cè)量。2 整體方案設(shè)

16、計(jì)熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求其冷端（測(cè)量端為熱端，通過(guò)引線與測(cè)量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測(cè)量時(shí)，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施進(jìn)行補(bǔ)償以消冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償。2.1 方案論證設(shè)計(jì)中采用了兩個(gè)方案，具體的方案見(jiàn)方案一和方案二。方案一：分立元?dú)饧涠搜a(bǔ)償方案該方案的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器件是由分立元件構(gòu)成的,其體積大,使用不夠方便,而且在改變橋路電源或熱電偶類型時(shí)需要重新調(diào)整電路的元件值。主要包括溫度采集電路、信號(hào)放大電路、a/d轉(zhuǎn)換電路、熱電偶冷端補(bǔ)償電路、數(shù)碼管顯示電路等。其系統(tǒng)框圖如圖2

17、.1。ad590冷端補(bǔ)償電路模塊單片機(jī)模塊熱電偶轉(zhuǎn)換和放大電路模塊分時(shí)模數(shù)轉(zhuǎn)換led顯示模塊熱端冷端圖2.1分立元?dú)饧涠搜a(bǔ)償方案二：集成電路溫度補(bǔ)償方案采用熱電偶冷端補(bǔ)償專用芯片max6675，max6675溫度轉(zhuǎn)換芯片具有冷端溫度補(bǔ)償及對(duì)溫度進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量這兩項(xiàng)功能5。一方面利用內(nèi)置溫度敏感二極管將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換成補(bǔ)償電壓，另一方面又通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將熱電勢(shì)和補(bǔ)償電壓轉(zhuǎn)換為代表溫度的數(shù)字量, 將二者相加后從串行接口輸出測(cè)量結(jié)果，即為實(shí)際溫度數(shù)據(jù)。主要包括溫度采集電路、max6675溫度轉(zhuǎn)換電路、數(shù)碼管顯示電路等。其系統(tǒng)框圖如圖2.2。熱電偶max6675單片機(jī)led數(shù)碼顯示圖2.2 集成電路溫

18、度補(bǔ)償2.2 方案比較綜合對(duì)比以上兩種方案，方案一電路復(fù)雜，且測(cè)量不精確照成誤差較大，方案二采用集成溫度轉(zhuǎn)換芯片不僅能很好的解決冷端溫度補(bǔ)償及溫度數(shù)值化問(wèn)題，并消除由熱電偶非線性而造成的測(cè)量誤差,且精確度高，可實(shí)現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。故最后采用方案二。3單元模塊設(shè)計(jì)本系統(tǒng)硬件主要由熱電偶溫度采集電路、max6675溫度處理電路、89c51單片機(jī)控制電路、超量程報(bào)警電路和數(shù)碼管顯示電路組成。熱電偶采用分度號(hào)為k的熱電偶，為了減少外界信號(hào)的干擾通過(guò)雙絞線跟max6675芯片直接相連接。max6675芯片通過(guò)spi串行接口傳輸數(shù)據(jù)，采用的89c51單片機(jī)對(duì)帶有冷端補(bǔ)償?shù)臏囟绒D(zhuǎn)換芯片max6675進(jìn)行控制

19、。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)還具有報(bào)警的特點(diǎn)，當(dāng)所測(cè)量的溫度低于零攝氏度或者高于400攝氏度時(shí)報(bào)警電路發(fā)出警報(bào)。顯示電路由89c51單片機(jī)通過(guò)鎖存器對(duì)四位共陽(yáng)數(shù)碼管控制，數(shù)碼管工作需要較大的電流采用型號(hào)為8550的pnp三極管進(jìn)行控制，當(dāng)所測(cè)溫度在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)就可以通過(guò)數(shù)碼管快速顯示出來(lái)。3.1單片機(jī)控制電路模塊mcu是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，由于溫度測(cè)量系統(tǒng)的接口方便，綜合考慮整個(gè)系統(tǒng)，選用美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的at89c51型單片機(jī)。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c5

20、1是一種高效微控制器，其外觀引腳如圖3-1所示：圖3-1at89c51外觀引腳圖at89c51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能12：4k字節(jié)的flash閃速存儲(chǔ)器，可以反復(fù)擦除100次，128字節(jié)內(nèi)部ram，4個(gè)8位并行i/o口，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，at89c51可降至0hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式、空閑方式停止cpu工作，但允許ram，定時(shí)/技術(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作指導(dǎo)下一個(gè)硬件復(fù)位。at89c51共有4個(gè)雙向的8位并行i/o端

21、口，分別為p0p3，共有32根口線，端口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器所組成。p0p3的端口寄存器屬于特殊功能寄存器系列。這四個(gè)端口除了可以按字節(jié)尋址外還可以位尋址。其中p0口為漏極開(kāi)路作為輸出使用時(shí)應(yīng)外加上拉電阻，p3口既可以做為普通i/o口使用，還可以作為特定的功能引腳。雖然51單片機(jī)只有一個(gè)串口接口，但其i/o口既可以用字節(jié)尋址也可以位尋址，這樣在實(shí)際應(yīng)用中，我們就可以通過(guò)模擬不同總線的時(shí)序特征來(lái)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的傳輸。at89c51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)功能強(qiáng)大的全雙工的一部通信串口。其串行口有四種工作方式：分別為同步通信方式、8位異步收發(fā)、9位異步收發(fā)（特定波特率）、9位異步收發(fā)（

22、定時(shí)器控制波特率）。它有兩個(gè)物理上獨(dú)立接收發(fā)送緩沖器sbuf，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。波特率可由軟件設(shè)置片內(nèi)的定時(shí)器來(lái)控制，而且每當(dāng)串行口接收或發(fā)送1b完畢，均可發(fā)出中斷請(qǐng)求。本文控制電路選用at89c51對(duì)其外圍電路進(jìn)行控制，其接口電路如圖3-1。由于at89c51不具備spi總線接口,設(shè)計(jì)中采用模擬spi總線的方法實(shí)現(xiàn)與max6675的接口。其中p1.0 模擬spi的數(shù)據(jù)輸入端與so相連,p1.1模擬spi的串行時(shí)鐘信號(hào)與sck相連,p1.2 模擬spi 的從機(jī)選擇端與cs相連,電路中主機(jī)為at89c51,從機(jī)為max6675。單片機(jī)的p2.0用來(lái)控制系統(tǒng)的超量程報(bào)警。單片機(jī)的p2.4、p2

23、.5、p2.6、p2.7和p0口分別通過(guò)相應(yīng)的電路對(duì)數(shù)碼管的位碼和段碼驚醒控制。系統(tǒng)通過(guò)at89c51的p1.1 給max6675 發(fā)送串行時(shí)鐘，p1.0 用來(lái)接收max6675輸出的串行溫度數(shù)據(jù),p1.2輸出的低電平將max6675的置零,用于選通max6675 工作。系統(tǒng)配有4位數(shù)碼管顯示,小數(shù)點(diǎn)設(shè)在十位后邊,可測(cè)溫度為0400,分辨率達(dá)到0.25。圖3-1單片機(jī)控制電路3.2溫度采集轉(zhuǎn)換電路模塊溫度采集電路模塊包括k型熱電偶和max6675所組成的電路模塊，其電路原理圖如圖3-2所示，熱電偶的功能是檢測(cè)熱、冷兩端溫度的差值，熱電偶熱節(jié)點(diǎn)溫度可在0+l023.75范圍變化。冷端即安裝max

24、6675的電路板周圍溫度，此溫度在-20+85范圍內(nèi)變化。當(dāng)冷端溫度波動(dòng)時(shí)，max6675仍能精確檢測(cè)熱端的溫度變化。max6675是通過(guò)冷端補(bǔ)償檢測(cè)和校正周圍溫度變化的。該器件可將周圍溫度通過(guò)內(nèi)部的溫度檢測(cè)二極管轉(zhuǎn)換為溫度補(bǔ)償電壓，為了產(chǎn)生實(shí)際熱電偶溫度測(cè)量值，max6675從熱電偶的輸出和檢測(cè)二極管的輸出測(cè)量電壓。該器件內(nèi)部電路將二極管電壓和熱電偶電壓送到adc中轉(zhuǎn)換，以計(jì)算熱電偶的熱端溫度。當(dāng)熱電偶的冷端與芯片溫度相等時(shí)，max6675可獲得最佳的測(cè)量精度。因此在實(shí)際測(cè)溫應(yīng)用時(shí)，應(yīng)盡量避免在max6675附近放置發(fā)熱器件或元件，因?yàn)檫@樣會(huì)造成冷端誤差。圖3-2溫度采集轉(zhuǎn)換電路原理圖3.2

25、.1 k型熱電偶k型熱電偶作為一種溫度傳感器，k型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用，其外觀如圖3-3所示。k型熱電偶可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)中從0到1300范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。圖3-3 k型熱電偶鎳鉻-偶（k）型熱電偶是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。k型熱電偶絲直徑一般為1.24.0mm。正極（kp）的名義化學(xué)成分為：ni：cr=92：12，負(fù)極（kn）的名義化學(xué)成分為：ni：si=99：3，其使用溫度為-2001300。k型熱電偶具有線性度好，熱電動(dòng)勢(shì)較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性惰

26、性氣氛中廣泛為用戶所采用。k型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛.k型熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。必須配和二次儀表使用其優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50+1600均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800（如鎢-錸）。構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。熱電偶作為一種主要的測(cè)溫元件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、使用方便、測(cè)溫范圍寬、測(cè)溫精度高等特點(diǎn)1

27、4。但是，熱電偶的應(yīng)用卻存在著非線性、冷端補(bǔ)償、數(shù)字化輸出等幾方面的問(wèn)題。設(shè)計(jì)中采用的max6675是一個(gè)集成了熱電偶放大器、冷端補(bǔ)償、a/d轉(zhuǎn)換器及spi串口的熱電偶放大器與數(shù)字轉(zhuǎn)換器。k型熱電偶的兩端分別跟max6675芯片的t-跟t+相連，為了允許熱電偶斷路檢測(cè)，t-引腳必須接地。max6675的測(cè)量精度對(duì)電源耦合噪聲較敏感。為降低電源噪聲影響，在max6675的電源引腳附近接入1只0.1f陶瓷旁路電容。溫度由熱電偶采集，然后將數(shù)據(jù)直接送給冷端補(bǔ)償芯片max6675芯片進(jìn)行處理，處理后送給單片機(jī)控制電路，完成簡(jiǎn)單的溫度采集過(guò)程。3.2.2具有冷端補(bǔ)償?shù)臄?shù)字溫度轉(zhuǎn)換芯片max6675max

28、6675是美國(guó)maxin公司生產(chǎn)的基于spi總線的專用芯片9，不僅能對(duì)k型熱電偶進(jìn)行冷端補(bǔ)償，還能對(duì)熱電勢(shì)信號(hào)作數(shù)字處理，具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、儀器儀表、自動(dòng)化領(lǐng)域等。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3-4所示。圖3-4 max6675內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖max6675的主要特性如下：簡(jiǎn)單的spi串行口溫度值輸出。0+l024的測(cè)溫范圍。12位0.25的分辨率。片內(nèi)冷端補(bǔ)償。高阻抗差動(dòng)輸入。熱電偶斷線檢測(cè)。單一+5v的電源電壓.低功耗特性。工作溫度范圍-20+85。2000v的esd保護(hù)。該器件采用8引腳50貼片封裝。其外觀引腳如圖3-5所示，引腳功能如表3-6所示。圖3-5 max6675外

29、觀及引腳排列表3-6max6675引腳功能引腳名稱功能1gnd接地端2t-k型熱電偶負(fù)極3t+k型熱電偶正極4vcc正電源端5sck串行時(shí)鐘輸入6cs片選端，cs為低、啟動(dòng)串行接口7so串行數(shù)據(jù)輸出8n.c.空引腳max6675內(nèi)部具有將熱電偶信號(hào)轉(zhuǎn)換為與adc輸入通道兼容電壓的信號(hào)調(diào)節(jié)放大器，t+和t-輸入端連接到低噪聲放大器a1，以保證檢測(cè)輸入的高精度，同時(shí)使熱電偶連接導(dǎo)線與干擾源隔離。熱電偶輸出的熱電勢(shì)經(jīng)低噪聲放大器a1放大，再經(jīng)過(guò)a2電壓跟隨器緩沖后，被送至adc的輸入端。在將溫度電壓值轉(zhuǎn)換為相等價(jià)的溫度值之前，它需要對(duì)熱電偶的冷端溫度進(jìn)行補(bǔ)償，冷端溫度即是max6675周圍溫度與0實(shí)

30、際參考值之間的差值。對(duì)于k型熱電偶，電壓變化率為41v/，電壓可由線性公式vout=(41v/)(tr-tamb)來(lái)近似熱電偶的特性。上式中，vout為熱電偶輸出電壓（mv），tr是測(cè)量點(diǎn)溫度；tamb是周圍溫度。3.3 顯示電路模塊led顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的輸出器件，是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)或一個(gè)筆畫(huà)發(fā)光，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，這就能顯示出不同字符。點(diǎn)亮顯示器有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方式。所謂靜態(tài)顯示就是顯示器在顯示某個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。這種顯示方式每個(gè)顯示器都需要一個(gè)8位輸出口控制，需要硬件多，適用于顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。當(dāng)顯示

31、位數(shù)較多時(shí)采用動(dòng)態(tài)顯示。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各位顯示器，對(duì)于每位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的點(diǎn)亮和點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，還與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間有關(guān)，調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。本設(shè)計(jì)使用的是一個(gè)四位共陽(yáng)數(shù)碼管，當(dāng)89c51單片機(jī)的p0口總線負(fù)載達(dá)到或超過(guò)p0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接74ls245等總線驅(qū)動(dòng)器。本文溫度顯示電路設(shè)計(jì)是由一個(gè)4位共陽(yáng)數(shù)碼管通過(guò)三態(tài)雙向總線收發(fā)器芯片74ls245跟單片機(jī)相連接，其電路如圖3-7所示。其中74ls245的片選跟三態(tài)控制引腳接地，數(shù)據(jù)由單片機(jī)向數(shù)碼管傳輸。數(shù)碼管的位的選擇通過(guò)8550三級(jí)管進(jìn)行控制，三級(jí)管基極

32、通過(guò)限流電阻跟單片機(jī)的i/o口相連接，當(dāng)端口為高電平時(shí)，三極管截止，當(dāng)給端口為低電平時(shí)三極管導(dǎo)通，數(shù)碼管相應(yīng)的位被選中。這樣可方便地對(duì)數(shù)碼管每一位進(jìn)行單獨(dú)控制。r3-r10為限流電阻。三極管飽和開(kāi)通時(shí)，集電極發(fā)射極之間電壓取0.5v，數(shù)碼管的壓降取2v，數(shù)碼管的工作電流取5ma15ma。則限流電阻可這樣計(jì)算獲得： （3-9）把數(shù)據(jù)帶入式子（3-9）得可取值170500現(xiàn)取。為保證三極管可靠開(kāi)通關(guān)斷，且要求數(shù)碼管的亮度適量較高，基極電阻 r11-r14 可適量取小值，本設(shè)計(jì)取基極電阻為470。圖3-7數(shù)碼管顯示電路3.4 報(bào)警電路模塊蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)

33、膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)io引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的ttl電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。超量程報(bào)警電路如圖3-8所示。蜂鳴器的正極接到vcc（5v）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極e，三極管的基級(jí)b經(jīng)過(guò)限流電阻r17后由單片機(jī)的p2.0引腳控制，當(dāng)p2.0輸出高電平時(shí)，三極管q6截止，沒(méi)有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)p2.0輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過(guò)程序控制p2.0引腳的電平來(lái)使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。三級(jí)管基極電流ib為1ma-5ma時(shí)就足夠進(jìn)入開(kāi)關(guān)狀態(tài)了，三極管導(dǎo)通時(shí)蜂鳴

34、器跟三極管分壓很小，電阻r17兩端分壓約為5v，三級(jí)管放大倍數(shù)為100左右，流過(guò)三級(jí)管ce的電流ic約為500ma左右這足夠三極管飽和導(dǎo)通的條件，所以r17的阻值選用1k比較合理。圖3-8報(bào)警電路原理圖4軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包含主程序、溫度采集轉(zhuǎn)換子程序、超量程報(bào)警子程序、顯示子程序等功能模塊。其程序總流程圖如4-1所示。主程序主要完成子程序的調(diào)用，并對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的算法處理；溫度采集轉(zhuǎn)換子程序負(fù)責(zé)將max6675 轉(zhuǎn)換來(lái)的溫度數(shù)字量讀入單片機(jī)并完成溫度值的處理得到12位數(shù)字溫度值；超量成報(bào)警子程序主要判斷溫度值是否超出測(cè)量范圍；顯示子程序主要將計(jì)算后的溫度值進(jìn)行顯示。4.1主程序設(shè)計(jì)

35、主程序主要完成子程序的調(diào)用，并對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的算法處理。主程序首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，然后調(diào)用一次溫度采集轉(zhuǎn)換程序，之后根據(jù)計(jì)算原理得到測(cè)量溫度值，最后對(duì)溫度值進(jìn)行量程判斷、數(shù)據(jù)顯示處理。開(kāi)始系統(tǒng)初始化調(diào)用采集轉(zhuǎn)換子程序計(jì)算溫度值超量程？調(diào)用顯示子程序調(diào)用報(bào)警子程序是否 圖4-1主程序流程5系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及精度和誤差分析隨著各種高精度傳感器的應(yīng)用與普及，這一技術(shù)在科學(xué)研究，生產(chǎn)過(guò)程等領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。人類步入信息社會(huì)的今天，人們對(duì)信息的提取，處理，傳輸以及綜合利用等要求愈加5.1系統(tǒng)仿真結(jié)果根據(jù)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)跟軟件設(shè)計(jì)，本文對(duì)系統(tǒng)做了一些簡(jiǎn)單的仿真測(cè)試，簡(jiǎn)化了基本原理圖達(dá)到

36、了預(yù)期的效果。其仿真效果圖如5-1，所示。圖5-1 溫度為22仿真圖5.2誤差分析在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)有誤差，雖不能絕對(duì)地消除，但我們可以盡量將他們減小到最低程度。由于環(huán)境溫度的變化，熱電偶的冷端隨時(shí)可能發(fā)生變化，然而該系統(tǒng)存在一定的熱響應(yīng)時(shí)間，所以環(huán)境溫度的快速變化可能帶來(lái)冷端補(bǔ)償造成的一系列的誤差問(wèn)題，而且器件的參數(shù)也存在一定的誤差，之后在放大、ad轉(zhuǎn)換、和數(shù)字量化的轉(zhuǎn)換過(guò)程中也會(huì)因?yàn)闊嵩肼暬蚱渌母蓴_源帶來(lái)轉(zhuǎn)換的誤差，其中的熱響應(yīng)時(shí)間會(huì)造成測(cè)量的溫度是前一刻短暫時(shí)間的瞬時(shí)溫度，在實(shí)際測(cè)溫應(yīng)用時(shí)，應(yīng)盡量避免在max6675附近放置發(fā)熱器件或元件，因?yàn)檫@樣會(huì)造成冷端誤差。熱電偶系統(tǒng)的測(cè)量精

37、度可通過(guò)以下預(yù)防措施來(lái)提高：盡量采用不能從測(cè)量區(qū)域散熱的大截面導(dǎo)線；如必須用小截面導(dǎo)線，則只能應(yīng)用在測(cè)量區(qū)域，并且在無(wú)溫度變化率區(qū)域用擴(kuò)展導(dǎo)線；避免受能拉緊導(dǎo)線的機(jī)械擠壓和振動(dòng)；當(dāng)熱電偶距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)采用雙絞線作熱電偶連線；在溫度額定值范圍內(nèi)使用熱電偶導(dǎo)線；避免急劇溫度變化；在惡劣環(huán)境中，使用合適的保護(hù)套以保證熱電偶導(dǎo)線；僅在低溫和小變化率區(qū)域使用擴(kuò)展導(dǎo)線；保持熱電偶電阻的事件記錄和連續(xù)記錄。6 結(jié)論本文主要介紹了基于熱電偶溫度傳感器的快速測(cè)溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合考慮到熱電偶的熱惰性時(shí)間常數(shù)問(wèn)題，采用快速測(cè)溫算法實(shí)現(xiàn)了溫度快速測(cè)量的功能。本文對(duì)系統(tǒng)原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，著重分析了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案

38、跟軟件設(shè)計(jì)方案。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，很好的完成了設(shè)計(jì)要求。本文主要采用k型熱電偶、k型熱電偶專用數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片max6675、at89c51單片機(jī)進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)。max6675將熱電偶測(cè)溫應(yīng)用時(shí)復(fù)雜的線性化、冷端補(bǔ)償及數(shù)字化輸出等問(wèn)題集中在一個(gè)芯片上解決，簡(jiǎn)化了將熱電偶測(cè)溫方案應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域時(shí)復(fù)雜的軟硬件設(shè)計(jì)，因而該器件是將熱電偶測(cè)溫方案應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的理想選擇。根據(jù)快速算法的原理通過(guò)at89c51單片機(jī)軟件編程實(shí)現(xiàn)了溫度的快速測(cè)量。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)诖髮W(xué)期間的最后一門(mén)課程，也是能將大學(xué)期間最重要的幾門(mén)理論課聯(lián)系實(shí)際的課程，由此可知畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性。在路立平路老師的精心指導(dǎo)和其他

39、同學(xué)的幫助下，經(jīng)歷三個(gè)多月的努力和實(shí)踐，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，并在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐中獲益良多。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們有機(jī)會(huì)將大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)課程與實(shí)際的實(shí)踐緊密聯(lián)系起來(lái)，加深了我們對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，開(kāi)闊了我們的視野，最重要的是鍛煉了我們勤于思考問(wèn)題的能力，熟練使用電腦辦公軟件的能力，獨(dú)立查閱資料的能力，分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，以及操作專業(yè)軟件的能力，讓我們基本具備了一個(gè)工程技術(shù)人員應(yīng)有的基本素養(yǎng)。通過(guò)本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)鞏固了我們的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)了我們的創(chuàng)新意識(shí)，以及集體協(xié)作等多方面的綜合素質(zhì)。這些都將會(huì)在我們將來(lái)的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中受益匪淺。 然而，由于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握還不夠牢靠，準(zhǔn)備的時(shí)間不

40、夠充分等原因。我在設(shè)計(jì)的實(shí)用性方面還存在不足之處，還有很多不盡人意的地方。希望在將來(lái)工作實(shí)踐當(dāng)中，進(jìn)一步提高自己、完善自己。7 致謝不知不覺(jué)，大學(xué)的四年將要過(guò)去，在這四年中，我在電子這個(gè)大集體中，感到非常的開(kāi)心。我們?cè)谝黄鸸ぷ鳎黄饘W(xué)習(xí)，一同進(jìn)步。我們共同度過(guò)了難忘的四年，感謝我們班的每一位同學(xué)，每一位朋友，你們陪我度過(guò)了人生中的大學(xué)時(shí)光。我非常感謝我的母校給了我們相聚的機(jī)會(huì)，同時(shí)也感謝母校在這四年里給予了我良好的教育和培養(yǎng)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這兩周，不論是理論知識(shí)，還是實(shí)踐動(dòng)手能力，我都收獲頗多，這些都離不開(kāi)老師、同學(xué)、朋友的悉心幫助與支持，在這里對(duì)大家表示最真誠(chéng)的謝意。首先，我要感謝楊帆老師，

41、本次設(shè)計(jì)是在他的細(xì)心指導(dǎo)下才順利完成的。我在該設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題都在老師不辭辛苦的講解下才會(huì)進(jìn)行得如此的順利。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過(guò)程中，花費(fèi)了楊老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向老師表示衷心地感謝！楊老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使我受益終生！同時(shí)，還要感謝一直在身旁幫助我一同設(shè)計(jì)的幾位同學(xué)，是你們?cè)谠O(shè)計(jì)中和我一起探討問(wèn)題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒(méi)有你們的幫助我不可能這樣順利地完成，在此表示深深的謝意。再者，就是我的室友們，我們一起生活了四年，我很開(kāi)心遇到你們，并和你們一起生活。在這四年，你們給與我了溫暖

42、與快樂(lè)，我祝福你們。最后，我感謝我的父母，他們的理解與支持，都是我人生中前進(jìn)的莫大動(dòng)力。在此表示衷心的感謝。8 參考文獻(xiàn)1 程德福，王君，凌振寶，等.傳感器原理及應(yīng)用m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.103143.2 河道清.傳感器與傳感器技術(shù)m.北京：科學(xué)出版社，2004.188201.3 路立平,馮建勤,鹿曉力.溫度傳感器的熱時(shí)間常數(shù)及其測(cè)試方法j.儀器儀表傳感器，2005：17-184 丁來(lái)玲,王磊.動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量加速方法研究j.測(cè)控技術(shù)，1998，6：42-44.5 虞致國(guó),徐健軍.max6675的原理及應(yīng)用j.國(guó)外電子元器件，2002,(12)：41-43.6 沙占友.集成化智能傳感

43、器原理與應(yīng)用m.北京：電子工業(yè)出版社，2004.7096.7 馬天艷，馬天虹.熱電偶測(cè)溫及其冷端溫度補(bǔ)償j.工業(yè)計(jì)量,2005,15(6):31-32.8 王霄實(shí)現(xiàn)熱電偶電勢(shì)非線性補(bǔ)償?shù)能浖椒╦耐火材料，1998，32(2)：36-38 9 韓玉杰.基于max6675的烘爐溫度追蹤儀的研究及設(shè)計(jì)j.自動(dòng)化儀表,2006, 27( 5):59- 61.10 r.budwi. a new method for in situ dynamic calibration of temperature sensorj. signal processing,1987,3:23-26.11 chohan r

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45、 new method for in situ dynamic calibration of temperature sensorj.signal processing ,1987,3:23-26.17 李秀芬.溫度傳感器時(shí)間常數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)的處理方法j.宇航計(jì)測(cè)技術(shù)，2001,9:60-61.18 childs p.r.n., greenwood j.r. review of temperature measurement j. review of scientific instrument, 2000, 71(8):2959-2969.19 黃亮，郝曉劍.熱電偶時(shí)間常數(shù)測(cè)量研究j.傳感器世界，

46、2006,9:20-23.20 kerry lacanette.using ic temperature sensors to protect electronic systemsm. sensors magazine,1997,1:13-15. 附錄1電路原理圖附錄2源程序代碼#include reg52.h/頭文件#include absacc.h#include math.h#define uchar unsigned char /宏定義#define uint unsigned int#define dm p0#define wm p2sbit s0=p10;sbit sck=p11;

47、sbit cs=p12;sbit beep=p20;sbit work_stop=p13;uint re_convert (void); /溫度轉(zhuǎn)換void disp_temp(void); /溫度顯示void baojing(void); /超量程報(bào)警void delay(uint t);/延時(shí)函數(shù)uchar qian=0,bai=0,shi=0,ge=0,xiao=0;uint p_temp;float t1,t2,t3,wendu;uchar code tab1=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/ tab1為數(shù)碼管的段碼

48、uchar code tab2=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;/ tab2為數(shù)碼管的段碼（含小數(shù)點(diǎn)）uchar code tab3=0x10,0x020,0x040,0x080; /tab3為數(shù)碼管位碼void main(void) /主程序 delay (10); work_stop =0; /工作指示燈亮開(kāi)始工作 s0 =0; while(1) p_temp=re_convert(); t1=0.25*p_temp;/p_temp =（1024*p_temp）/4096 delay (500); p_temp=0; p_

49、temp=re_convert(); t2=0.25*p_temp; delay (500); p_temp=0; p_temp=re_convert(); t3=0.25*p_temp; delay (500); p_temp=0; wendu=(t1*t3)-(t2*t2)/(t3+t1)-(2*t2); baojing(); disp_temp(); p_temp=0; wendu=0; void delay(uint t)/延時(shí)程序uchar x;uchar y;for(x=0;xt;x+)for(y=0;y110;y+);uint re_convert() /熱電偶轉(zhuǎn)換 uchar

50、i; uint p_temp2 =0; sck =0; s0 =0; cs =0; for(i=0;i16;i+)/熱電偶數(shù)據(jù)讀取 sck =1; if(s0= =1) p_temp2 =p_temp2 | 0x01; delay(10); sck =0; delay(10); p_temp2 3; /d14-d3數(shù)據(jù)提取 return(p_temp2); p_temp2 =0; delay(200);void baojing(void) /超量程報(bào)警 if(wendu=400) delay(20); beep=0; delay(20); beep=1; void disp_temp(void

51、)/溫度顯示 uint temp=wendu*10; if(wendu1000) bai=temp%10000/1000; shi=temp%1000/100; ge=temp%100/10; xiao=temp%10; dm=0x0ff; dm=tab1bai; wm=tab30; delay(10); dm=0x0ff; dm=tab1shi; wm=tab31; delay(10); dm=0x0ff; dm=tab2ge; wm=tab32; delay(10); dm=0x0ff; dm=tab1xiao; wm=tab33; delay(10); dm=0x0ff;學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。盡我所