熱電偶測(cè)溫儀

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)內(nèi)蒙古科技大學(xué)智能儀表綜合訓(xùn)練設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目：熱電偶測(cè)溫儀 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器 班 級(jí)：2010-1 指導(dǎo)教師：摘要本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要介紹了熱電偶測(cè)溫儀的測(cè)溫原理、所用的硬器件結(jié)構(gòu)與工作原理，并對(duì)其進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，然后對(duì)其最終顯示做了試驗(yàn)。該熱電偶測(cè)溫儀的軟件用C語(yǔ)言編寫，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)測(cè)定，驗(yàn)證測(cè)溫儀的誤差大小，以便可以工程使用。該測(cè)溫儀是以STC89C52RC單片機(jī)為核心，由K型熱電偶測(cè)量溫度，由MAX6675模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行

2、冷端補(bǔ)償、A/D轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大，采用LCD顯示屏顯示。熱電偶傳感器是目前接觸式測(cè)溫中應(yīng)用最廣的熱電式傳感器，在工業(yè)用溫度傳感器中占有及其重要的地位，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、測(cè)溫范圍寬、熱慣性小、準(zhǔn)確度高、輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳，該熱電偶采用K型鎳鉻-鎳硅熱電偶，測(cè)量范圍在0800之間，使用5V電源。關(guān)鍵詞：熱電偶測(cè)溫儀;MAX6675;STC89C52RC單片機(jī);熱電偶目錄TOC o 1-3 h u 設(shè)計(jì)方案1.1 熱電偶測(cè)溫原理熱電偶傳感器是目前接觸式測(cè)溫中應(yīng)用最廣的熱電式傳感器，在工業(yè)用溫度傳感器中占有及其重要的地位。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、測(cè)溫范圍寬、熱慣性小、準(zhǔn)確度高、輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳。熱電偶傳

3、感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)化為電勢(shì)變化的傳感器，它是由兩種不同的金屬A和B構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接觸端溫度不同，即TT0時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)EAB（T，T0），如圖1所示。其中，T稱為熱端，T0稱為冷端，A和B稱為熱電極。熱電勢(shì)EAB（T，T0）的大小是由兩種材料的接觸電勢(shì)和單一材料的溫差電勢(shì)所決定的。EAB（T，T0）= E（T，Tn）+ E（Tn，T0）其中Tn是參考溫度，T0零溫。圖1.1 熱電偶原理圖1.2 熱電偶測(cè)溫儀系統(tǒng)基于熱電偶的溫度檢測(cè)框圖如圖1.2，溫度由K型熱電偶檢測(cè)，并經(jīng)MAX6675模塊進(jìn)行信號(hào)處理（信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換、冷端補(bǔ)償）。STC89C52RC單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換的

4、數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行必要的處理后，將數(shù)據(jù)傳給LCD1602顯示器顯示。其中溫度傳感器選用的是K型熱電偶（鎳鉻-鎳硅熱電偶），測(cè)溫范圍選用0800度。因?yàn)椴捎肕AX6675模塊，所以減輕了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的很多難題， MAX6675是一個(gè)復(fù)雜的熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，帶有一個(gè)內(nèi)置的12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。MAX6675還包含了冷結(jié)補(bǔ)償傳感和校正，數(shù)字控制器， 一個(gè)SPI兼容接口，以及相關(guān)的控制邏輯。在MAX6675的目的是一起工作的外部微控制器或其他情報(bào)，恒溫，過(guò)程控制，或監(jiān)測(cè)應(yīng)用。圖1.2熱電偶測(cè)溫儀方框圖硬件選型及設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用的硬件主要有K型熱電偶、MAX6675模塊、STC89C52RC單

5、片機(jī)、1602LCD顯示器。下文將對(duì)所有器件進(jìn)行說(shuō)明。2.1 K型熱電偶K型熱電偶材料主要采用的是鎳鉻鎳硅合金構(gòu)成，它是一種能測(cè)量較高溫度的性價(jià)比很高的熱電偶,是工業(yè)自動(dòng)化控制中最常用的一種熱電偶。由于鎳鉻鎳硅合金具有較好的高溫抗氧化性，可適用于氧化性或中性介質(zhì)中。因此這種K型熱電偶可長(zhǎng)期測(cè)量1000度的高溫，短期可測(cè)到1200度。但是，它不能用于還原性介質(zhì)中，否則，很快腐蝕損壞，在此情況下只能用于500度以下的測(cè)量。它比S型熱偶要便宜很多，它的重復(fù)性很好，產(chǎn)生的熱電勢(shì)大，因而靈敏度很高，而且它的線性很好。雖然其測(cè)量精度略低，但完全能滿足工業(yè)測(cè)溫要求，所以它是工業(yè)上最常用的熱電偶。 總結(jié)起來(lái)K

6、型熱電偶主要有三方面優(yōu)點(diǎn):1.熱電動(dòng)勢(shì)之直線性良好；2.1000以下耐氧化性良好；3.在濺金屬熱電偶中安定性屬良好。 K型熱電偶存在著以下三方面的缺點(diǎn):1.不適用于還元性氣體環(huán)境，特別是一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體;2.熱電動(dòng)勢(shì)與貴金屬熱電偶相比較時(shí)變化較大;3.受Greem rot之影響會(huì)產(chǎn)生誤差。2.2 MAX6675模塊 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)。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題。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。冷補(bǔ)償：熱電

7、偶輸出的熱電勢(shì)為冷端保持為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法直接滿足這個(gè)要求。因此，若將熱電偶應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)時(shí)，須進(jìn)行復(fù)雜的信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)線性化、溫度補(bǔ)償及數(shù)字化輸出接口等軟硬件設(shè)計(jì)。如果能將上述的功能集成到一個(gè)集成電路芯片中，即采用單芯片來(lái)完成信號(hào)放大、冷端補(bǔ)償、線性化及數(shù)字化輸出功能，則將大大簡(jiǎn)化熱電偶在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用設(shè)計(jì)。 Maxim公司推出的MAX6675即是一個(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

8、的熱電偶放大器與數(shù)字轉(zhuǎn)換器。MAX6675是一個(gè)復(fù)雜的熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，帶有一個(gè)內(nèi)置的12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。MAX6675還包含了冷端補(bǔ)償傳感和校正，數(shù)字控制器， 一個(gè)SPI兼容接口，以及相關(guān)的控制邏輯。 圖2.1典型電路連線圖【1】 性能特點(diǎn) MAX6675的主要特性如下1、簡(jiǎn)單的SPI串行口溫度值輸出2、0 1024的測(cè)溫范圍3、片內(nèi)冷端補(bǔ)償4、高阻抗差動(dòng)輸入5、熱電偶斷線檢測(cè)6、單一 5V的電源電壓7、低功耗特性8、工作溫度范圍-20 859、2000V的ESD信號(hào)表2.1 MAX6675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4VC

9、C正電源端5SCK串行時(shí)鐘輸入6CS片選端，CS為低時(shí)、啟動(dòng)串行接口7SO串行數(shù)據(jù)輸出8NC空引腳【2】 工作原理該器件是一復(fù)雜的單片熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有信號(hào)調(diào)節(jié)放大器、12位的模擬/數(shù)字化熱電偶轉(zhuǎn)換器、冷端補(bǔ)償傳感和校正、數(shù)字控制器、1個(gè)SPI兼容接口和1個(gè)相關(guān)的邏輯控制。圖2.2 MAX6675內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖溫度變換 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

10、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)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。（2）冷端補(bǔ)償 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 1023.75范圍變化。冷端即安裝MAX6675的電路板周圍溫度，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

11、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。（3）熱補(bǔ)償 在測(cè)溫應(yīng)用中，芯片自熱將降低MAX6675溫度測(cè)量精度，誤大小依賴于MAX6675封裝的熱傳導(dǎo)性。安裝技術(shù)和通風(fēng)效果。為降低芯片自熱引起的測(cè)量誤差，可在布線時(shí)使用大面積接地技術(shù)提高

12、MAX6675溫度測(cè)量精度。（4）噪聲補(bǔ)償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，可在MAX6675的電源引腳附近接入1只0.1F陶瓷旁路電容。（5）測(cè)量精度的提高 熱電偶系統(tǒng)的測(cè)量精度可通過(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；在嚴(yán)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)

13、記錄。（6）SPI串行接口 MAX6675采用標(biāo)準(zhǔn)的SPI串行外設(shè)總線與MCU接口，且MAX6675只能作為從設(shè)備。MAX6675 SO端輸出溫度數(shù)據(jù)的格式如圖2.5所示，MAX6675 SPI接口時(shí)序如圖2.4所示。MAX6675從SPI串行接口輸出數(shù)據(jù)的過(guò)程如下：MCU使CS變低并提供時(shí)鐘信號(hào)給SCK,由SO讀取測(cè)量結(jié)果。CS變低將停止任何轉(zhuǎn)換過(guò)程；CS變高將啟動(dòng)一個(gè)新的轉(zhuǎn)換過(guò)程。一個(gè)完整串行接口讀操作需16個(gè)時(shí)鐘周期，在時(shí)鐘的下降沿讀16個(gè)輸出位，第1位和第15位是一偽標(biāo)志位，并總為0；第14位到第3位為以MSB到LSB順序排列的轉(zhuǎn)換溫度值；第2位平時(shí)為低，當(dāng)熱電偶輸入開放時(shí)為高，開放熱

14、電偶檢測(cè)電路完全由MAX6675實(shí)現(xiàn)，為開放熱電偶檢測(cè)器操作，T-必須接地，并使能地點(diǎn)盡可能接近GND腳；第1位為低以提供MAX6675器件身份碼，第0位為三態(tài)。 圖2.3 串行接口時(shí)序 圖2.4 SO端輸出數(shù)據(jù)的格式2.3 STC89C52RC單片機(jī)(1)主要特性1. 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。2. 工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V單片機(jī)）。3. 工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。4. 用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)5. 片上集成51

15、2字節(jié)RAM6. 通用I/O口（32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。8. 具有EEPROM功能9. 具有看門狗功能10. 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器T0、T1、T2。11. 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。12. 通用異步串行口（UAR

16、T），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART。13. 工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)）。14. PDIP封裝(2)STC89C52RC單片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗0.1A,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序。空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4Ma7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備。圖2.5 STC89C52RC硬件電路圖(3)STC89C52RC引腳功能VCC（40引腳）：電源電壓VSS（20引腳）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引腳）：P0口是一個(gè)漏極開路的8位雙向I/O口，作為輸出端口，每個(gè)引腳能

17、驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，對(duì)端口P0寫入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線，此時(shí)，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。P1端口（P1.0P1.7，18引腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（）。此外，P1.0和P1

18、.1還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體參見下表：在對(duì)Flash ROM編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1接收低8位地址。表2.2 P1.0和P1.1引腳復(fù)用功能引腳號(hào)功能特性P1.0T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）P2端口（P2.0P2.7，2128引腳）：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。P2作為輸入口使用時(shí)

19、，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時(shí)，P2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX R1”指令）時(shí)，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中的P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。在對(duì)Flash ROM編程和程序校驗(yàn)期間，P2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3端口（P3.0P3.7，1017引腳）：P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端

20、口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P3做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流（）。在對(duì)Flash ROM編程或程序校驗(yàn)時(shí)，P3還接收一些控制信號(hào)。P3口除作為一般I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能，如下表所示：表2.3 P3口引腳復(fù)用功能引腳號(hào)復(fù)用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0的外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1的外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST（9引腳）：復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來(lái)完成單片

21、機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，RST引腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/（30引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時(shí)，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無(wú)效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或

22、MOV指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址位8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。（29引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89C51RC從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不被激活。 /VPP（31引腳）：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，必須接GND。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定位RESET。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在Flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大

23、器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。2.4 LCD液晶顯示器 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別。(1)1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量:162 個(gè)字符 芯片工作電壓:4.55.5V 工作電流:2.0mA(5.0V) 模塊最佳工作電壓:5.0V 字符尺寸:2.954.35(WH)mm (2)引腳功能說(shuō)明 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14腳（無(wú)背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表2.4表2.4 引腳接口說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào)引腳說(shuō)

24、明1 VS 電源地9D2 數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3 數(shù)據(jù)3 VL液晶顯示偏壓11D4 數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5 數(shù)據(jù)5 R/W 讀/寫選擇13D6 數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7 數(shù)據(jù)7 D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極 8D1 數(shù)據(jù) 16BLA背光源正極 2.5硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是以STC89C52RC單片機(jī)為核心，K型熱電偶采集數(shù)據(jù)，由MAX6675模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并最終由LCD顯示器顯示。則其具體硬件連線應(yīng)參考第2章有關(guān)內(nèi)容，在PROTEUS 軟件中查找器件并進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，經(jīng)檢查無(wú)誤后最終確定硬件接線圖如附錄A設(shè)計(jì)電路圖接線所示。第三章 軟件程序設(shè)計(jì)本熱電偶測(cè)溫儀的軟件程序用C語(yǔ)言

25、編寫，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)源程序見附錄B。3.1 主程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)以89C52RC單片機(jī)為核心，以K型熱電偶和MAX6675作為測(cè)溫電路，1062LCD顯示器顯示，因此程序設(shè)計(jì)框圖如下：圖3.1 程序設(shè)計(jì)流程圖3.2 數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要指數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)重點(diǎn)在測(cè)量電路MAX6675 測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的讀取，MAX6675與單片機(jī)通訊。在測(cè)溫時(shí)，通過(guò)89C52RC 單片機(jī)的P2 口向譯碼器輸人端輸入信號(hào)來(lái)選擇熱電偶通道。MAX6675的工作時(shí)序如圖2.3所示，當(dāng)CS引腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，MAX6675停止任何信號(hào)的轉(zhuǎn)換并在時(shí)鐘SCK的作用下向外輸出已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)；當(dāng)CS

26、從低電平變回到高電平時(shí),M AX6675 將進(jìn)行新一輪轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)的讀取在SCK 的下降沿進(jìn)行，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)讀取需要 l6 個(gè)時(shí)鐘周期。MAX6675 的輸出數(shù)據(jù)為l6位，輸出時(shí)高位在前，低位在后。第一位D15為無(wú)用位；第 D14一 D3 為熱電偶模擬輸出電勢(shì)轉(zhuǎn)換的12位數(shù)字量；D2位為熱電偶斷線檢測(cè)位，當(dāng)D2位為1時(shí)表明熱電偶斷線；D1位為MAX6675標(biāo)識(shí)符；DO為三態(tài)。 讀取MAX6675數(shù)據(jù)流程如下：圖3.2 讀取MAX6675數(shù)據(jù)流程圖總結(jié)本熱電偶測(cè)溫儀設(shè)計(jì)以89C52單片機(jī)為核心，采用K型熱電偶和MAX6675 作為溫度測(cè)量電路，簡(jiǎn)化了冷端補(bǔ)償和A/D轉(zhuǎn)換及信號(hào)放大線性化處理等電路

27、，使硬件電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、控制方便 、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，又提高了系統(tǒng)可靠性和抗干擾性;同時(shí)還可以針對(duì)不同熱電偶、不同測(cè)溫要求，可以通過(guò)更改程序部分改變?cè)摐y(cè)溫儀的測(cè)溫范圍；采用1602LCD顯示器顯示，可以顯示多位有效數(shù)據(jù)。本次智能儀表課程設(shè)計(jì)是第一次要求實(shí)物設(shè)計(jì)的課設(shè)，給我?guī)?lái)了不小的挑戰(zhàn)。從思路整理、資料搜集到硬件選型、程序編寫調(diào)試，每一個(gè)環(huán)節(jié)都給我?guī)?lái)了不小的壓力。設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要查閱關(guān)于MAX667等模塊資料，還要學(xué)習(xí)Altium designer、protues等軟件的使用。雖然遇到的困難不少，但是在每周兩次的答疑中，孫老師細(xì)心耐心地指導(dǎo)，同時(shí)給我的設(shè)計(jì)指出很多不足之處，在此非常

28、感謝孫老師的指導(dǎo)。 回顧起此次課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 參考文獻(xiàn)1 李文濤，余福兵基于STM32單片機(jī)的電阻爐智能溫度控制器的設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，20112 閌繼明，江世明傳感技術(shù)與應(yīng)用M長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，20063

29、韓玉杰，蔣云飛，張榆基于MAX6675 的烘爐溫度追蹤儀的研究及設(shè)計(jì)自動(dòng)化儀表，2006，27(5)：59614 永雄新編單片機(jī)原理與應(yīng)用M西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003 5 劉洪恩（淮安信息技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安)利用熱電偶轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)溫度測(cè)控系統(tǒng)6 喬和，陳彬基于ARM的智能溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)J遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然學(xué)版)，2009，28(5)：792 7977 霍振宇基于模糊PID的加熱爐爐溫控制系統(tǒng)J化工自動(dòng)化及儀表， 2011，38(9)：1136 11378 郭煥剛，侯力，李東占電阻爐溫度控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)J機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009，(6)：52 549 孫立紅，杜勁松多路溫度測(cè)

30、控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2005， 21(3)：264-26710 祖一康基于K型熱電偶與MAX6675多路溫度采集系統(tǒng)江西理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，200711 方建淳，復(fù)東培帶基準(zhǔn)點(diǎn)補(bǔ)償功能的熱電偶放大器及其應(yīng)用199412 沈建華，楊艷琴，翟曉曙MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用M北京：清華大學(xué)出版社，2004，21(8)：105-13913 李彬，王朝陽(yáng)，卜濤，于學(xué)偉基于MSP430F149的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)J中國(guó)科技核心期刊，2009，28(12)：74-7614 高海濤基于C8051F350單片機(jī)的智能溫度變送器P傳感器世界，2010， 33(3)：33-3515 胡紫

31、英，譚立志，周維龍基于FPGA 的智能溫度變送器的設(shè)計(jì)DB微計(jì)算機(jī)信息，2010，26(42)：98-123附錄A 設(shè)計(jì)電路圖附錄B 源程序#include #include#define LINE1 0#define LINE2 1#define LINE1_HEAD 0 x80#define LINE2_HEAD 0 xC0#define LCD_DELAY_TIME 40#define DATA_MODE 0 x38#define OPEN_SCREEN 0 x0C#define DISPLAY_ADDRESS 0 x80#define CLEARSCREEN LCD_en_comman

32、d(0 x01)#define HIGH 1#define LOW 0#define TRUE 1#define FALSE 0#define ZERO 0 #define MSB 0 x80#define LSB 0 x01#define LCDIO P0sbit LCD1602_RS=P10;sbit LCD1602_RW=P11;sbit LCD1602_EN=P12; sbit MAX6675_SO=P22; sbit MAX6675_SCK=P20; sbit MAX6675_CS=P21; unsigned char data disdata5;unsigned int Value

33、;void LCD_delay(void);void LCD_en_command(unsigned char command);void LCD_en_dat(unsigned char temp);void LCD_set_xy( unsigned char x, unsigned char y );void LCD_write_char( unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat);void LCD_write_string(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *s);void LCD

34、_init(void);void delay_nms(unsigned int n);unsigned int ReadMAX6675() unsigned char count; MAX6675_CS=1; MAX6675_CS=0; MAX6675_SCK=1; Value=0; for(count=16;count0;count-) MAX6675_SCK=0; Value=Value1; if(MAX6675_SO=1)Value|=0 x0001;elseValue&=0 xffff;MAX6675_SCK=1;MAX6675_CS=1; return Value;void temp

35、disp() unsigned int temp;unsigned int TempValue;unsigned int testD2;unsigned int xiaoshu;TempValue=ReadMAX6675(); TempValue=TempValue4;xiaoshu=TempValue*10;TempValue=TempValue/4; xiaoshu=xiaoshu/4;if(TempValue=1024)TempValue=1024;disdata0=(TempValue/1000)%10+0 x30;disdata1=(TempValue/100)%10+0 x30;d

36、isdata2=(TempValue/10)%10+0 x30;disdata3=(TempValue)%10+0 x30;disdata4=xiaoshu%10+0 x30;if(disdata0=0 x30)LCD_write_char(4,LINE2,0 x20);if(disdata1=0 x30) LCD_write_char(5,LINE2,0 x20); if(disdata2=0 x30)LCD_write_char(6,LINE2,0 x20); else LCD_write_char(6,LINE2,disdata2); else LCD_write_char(5,LINE2,disdata1); LCD_write_char(6,LINE2,disdata2); else LCD_write_char(4,LINE2,disdata0);LCD_write_char(5,LINE2,disdata1);LCD_write_char(6,LINE2,disdata2);LCD_write_char(6,LINE2,disdata2);LCD_write_char(7,LINE2,disdata3);LCD_write_char( 8,LINE2,0X2e);LCD_write_char(9,LINE2,disdata4);LCD_write_char( 1