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1、wordword 格式格式 . . 摘摘 要要 温度是表征物体冷热程度的物理量。在工农业生产和日常生活中，对温度的测量 控制始终占据着重要地位。温度传感器应用范围之广、使用数量之大，也高居各类传 感器之首。 本文使用温度传感器设计了一个完整的测温系统。该系统所采用的温度传感器为 热电偶，A/D 转换器件为 ADC0809，微型计算机采用的是 MCS-51 单片机。系统将温度 变换、显示和控制集成于一体，用软件实现系统升、降温的调节，控制采用了模糊控 制原理对系统进行控制。 设计的系统所满足的技术指标：测温范围为 500800，响应时间为小于等于 1s，误差范围为-5+5。 关键词关键词：热电偶
2、 A/D 转换 模糊控制 ABSTRACTABSTRACT Temperature is the physical quantity of symptom object cold hot level. In the daily life and production of industry and agriculture, occupy important position all along for the measure control of temperature. Temperature sensor application broad scope and use big quanti
3、ty, also hold the head of each kind of sensor high. This paper uses temperature sensor and has designed , is a and complete to measure warm system. The temperature sensor adopted by this system is thermocouple, the converter of A/D is ADC0809, what personal computer adopt is that MCS-51 only flat ma
4、chine. System alternates temperature , shows and controls to be more integrated than one body , realizes system with software to rise , cool down regulation, control has adopted vague control principle as system controls. The technical index of design satisfied by system: Measure warm scope is 500 8
5、00 , respond time to be smaller than is equal to 1 s, scope is error - 5 + 5. KeywordKeyword: Thermocouple Conversion of A/D Vague to control wordword 格式格式 . . wordword 格式格式 . . 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 .1 1 第二章第二章 系统设计系统设计 .2 2 第三章第三章 硬件结构及分析硬件结构及分析 .4 4 3.1 温度检测元件热电偶 .4 3.1.1 热电偶的特性.4 3.1.2 热电偶的基本定律.5 3.
6、1.3 热电偶测温.6 3.2 电源电路 .9 3.3 测量电路 .10 3.4 滤波电路 .11 3.5 控制电路 .12 3.6 A/D 采集部分原理.13 3.6.1 A/D 转换器概述 .13 3.6.2 逐次逼近式 A/D 转换原理.13 3.7 显示部分原理 .15 3.8 键盘部分的应用 .16 3.8.1 键盘的工作原理.16 3.8.2 矩阵式按键接口.17 3.8.3 键盘、显示器组合接口.19 第四章第四章 控制软件及流程控制软件及流程 .2 22 2 4.1 键盘、显示及 A/D 转换.22 4.2 控制程序.24 4.2.1 控制程序原理.24 4.2.2 模糊控制在
7、该系统中的实现.25 总总 结结 .2929 致致 谢谢 .3030 参考文献参考文献 .3131 wordword 格式格式 . . 第一章第一章 绪论绪论 检测与传感是实现单片机控制的关键环节，它与信息系统的输入端相连，并将检 测的信号输送到信息处理部分，是单片机控制系统的感受器官。 在科学实验和生产实际中，很多物体和现象具有明显和稳定的数量特征，我们可 以通过测量和计算，确定该量的大小，并用数字给出结果，还有一些物体特征数量较 少，或某些现象不十分明显，常常被很多其他量或现象所掩盖，能否检出这些被掩盖 量的存在，进而得出这些量的大小数值，都需要传感和检测技术。在科学技术的研究、 工业生产
8、应用的过程中，对这些量不仅要进行测量，而且要对其进行控制、变换、传 输、显示等。在实践的过程中，人们逐步认识到电量具有易测等许多优点，而且大多 非电量可以精确的转化为电量，这就是所谓的非电量测量技术。在单片机控制系统中 信号检测主要就是应用这种非电量测量技术。 本文就是采用了非电量测量技术，用热电偶将温度这一非电量转化为电量，在通 过信号调理电路对输出信号进行放大、滤波，并送 A/D 转换，最后送单片机处理并实 现对后续电路的控制。 在加热过程中，我们采用了可控硅调压控制的方案，因为可控硅控制方法简单， 元件的性能可靠，使用时不易损坏，且成本较低，故在设计中采用了可控硅元件进行 调压。加热对象
9、为电阻性元件（如碳棒等） 。 由于被控对象是温度，且恒温箱体的热容量大，热惯性大，在加热过程中容易产 生超调和震荡现象，控制精度难以实现。本设计采用模糊控制的方法，不仅控制程序 较为简单，而且能达到较好的控制效果。 wordword 格式格式 . . 第二章第二章 系统设计系统设计 该系统的基本组成如图 2.1 所示。 传 感 器 放 大 器 滤 波 器 A/D 转换 器 加热 装置 单 片 机 键盘 显 示 图 2.1 系统原理框图 如上图所示，本系统由传感器、放大器、滤波器、A/D 转换电路、单片机及键盘 和显示电路组成。 温度参数是不能直接测量的，一般只能根据物质的某些特性值与温度之间的
10、函数 关系，通过对这些特性参数的测量间接的获得。温度传感器的基本工作原理正是利用 了这一性质。随着科学技术的发展，现已开发出种类繁多的温度传感器。常用的温度 传感器由 P-N 结温度传感器、热敏电阻温度传感器、集成温度传感器、热电阻及热电 偶温度传感器等。 其中，P-N 结温度传感器有较好的线性度，热时间常数约 0.2s2s,灵敏度高， 其测温范围为-50 +50。其温度与压降的关系如图(2.2)所示。这种温度传感器 的缺点是，同一型号的二极管或三极管的特性不一致。 热敏电阻是电阻式传感器。它利用阻值随温度变化的特性来测量温度。一般把由 金属氧化物陶瓷半导体材料经成型、烧结等工艺制成的测温元件叫做热敏电阻。热敏 电阻的非线性严重，稳定性差，不可用于精确测量，主要用于电路温度补偿和保护。 集成温度传感器实质上是一种集成电路。它的线性好、灵敏度高、体积小、使用 方便，但其测温范围窄，只可测 180以下的温度。 图 2.2 二极管的 V-T 特性 热电阻的基本材料有铂、铜和镍，其阻值随温度的升高而增大。其中铂电阻有很 wordword 格式格式 . . 好的稳定性和
