智能温度计课程设计.doc

《智能仪器》课程设计说明书学生姓名：学号：学院：机电工程学院专业：电子信息工程技术题目：智能温度计指导教师：职称：一.课程设计的目的：本课程是电子信息工程技术专业的专业基本能力训练课程，其目的是通过本课程设计，使学生掌握智能仪器的一般设计方法，熟悉系统硬件和软件的一般开发环境和开发流程，为设计和开发智能仪器打下坚实的基础。培养学生基于单片机应用系统的分析和设计能力和专业知识综合应用能力，同时提高学生分析问题和解决问题的能力以及实际动手能力，为日后工作奠定良好的基础。二.设计题目：智能型温度测量仪的设计三.内容和规定四.组织方式1.智能型温度测量仪的设计⑴．功能规定①．配合温度传感器，实现温度的测量；②．具有开机自检、自动调零功能；③．使用220V/50Hz交流电源，设立电源开关、电源指示灯和电源保护功能。⑵．重要技术指标①．测量温度范围：0～120℃②．测量误差：≤1%⑥．显示方式：4位LED数码管显示被测温度值。目录一：《智能仪器》课程设计指导书二：摘要三：引言:四智能温度计的设计梗概五：系统硬件组成六：系统硬件组成温度传感器AD590七：放大器八：3A/D转换器MC14433放大器九：LED显示器十：性能弊端解决十一：总结十二：体会十三：参考文献十四：程序清单摘要：本论文叙述了应用单片机AT89C51构成的智能温度计重要的功能、硬件的组成和软件的设计。该系统的功能是通过温度传感器对温度进行采集，然后通过A/D转换器MC14433进行模数转换，传给单片机进行解决，从而实现温度的实时显示。整个系统结构紧凑、简朴可靠、操作灵活、功能强、性能价格比高，较好地满足了现代农业生产和科研的需要。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和解决、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强、能满足一些特殊规定的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。而现在单片机在农业上也有了很多的应用。关键词：温度传感器；A/D转换器；实时显示引言:单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和解决、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛。1智能温度计的设计梗概下图是智能温度计的基本组成方框。重要由温度传感器，放大器，A/D转换器，单片机控制，LED显示器，电源等组成。温度传感器是把温度转换成电压（或电流）的器件。不同的温度传感器，输出电压的范围也差别很大。放大器的重要功能是把薄弱的温度电压信号放大到（0—2）伏或（0—5）伏的范围内，以便进行A/D转换。一方面控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换，另一方面将采集到的数字温度电压值，通过计算解决，得到相应的温度值，送到LED显示器以数字形式显示测量的温度。LED显示器用于显示测量温度的结果。智能温度计的基本组成如图1所示温度传感器放大器A/D转换器单片机8951LED显示器电源图1智能温度计方框图2系统硬件组成硬件组成如图2所示图2测量摄氏（℃）温度的电路原理。假定：温度测量范围：0——150℃摄氏（℃）温度数字显示：000.0或112.8等，十进制小数点后一位2.1温度传感器AD590图中用电位器R1调零点，用R2调增益，方法如下：在0oC时调整W1使输出Vo＝273.2mV。然后在100℃时调W2使Vo＝373.2mV。然后反复多次，直至0℃时Vo＝273.2mV，100℃时Vo＝373.2mV为止。最后在室温下进行校验。例如，若室温为25℃，那么Vo应为298.2mV。0℃和100℃环境的产生方法：冰水混合物是0℃的环境，沸水为100℃环境。2.2放大器放大器由运算放大器A组成，常用的芯片有：LF335，LF336，CA3140等，重要功能是把模拟的温度电压信号放大到A/D转换器规定的输入电压范围。A/D转换器MC14433规定，模拟输入电压的范围为：0——2V。W3的作用是抵消温度传感器AD590在摄氏0℃时产生的温度电压Vo＝273.2mV，使放大器A的输出电压为0.0V。放大器A的放大倍数选择为10，保证温度在0—150℃范围内变化，而放大器的输出电压在0—1。50V的范围内。电位器W2用于调整放大器的放大倍数。2.3A/D转换器MC14433图3是重要框图和引脚的分布图3MC14433的