《智能工业温度检测仪表设计毕业设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能工业温度检测仪表设计毕业设计说明书（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南 阳 理 工 学 院 本科生毕业设计（论文）学 院：电子与电气工程学院专 业： 自 动 化 学 生： 指导教师： 完成日期 2014 年 5 月I南阳理工学院本科生毕业设计（论文） 智能工业温度检测仪表设计 Design of Smart Industrial Temperature Measuring Instrument 总 计 ： 35 页插 图 ： 21 幅II南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）智能工业温度检测仪表设计智能工业温度检测仪表设计 Design of Smart Industrial Temperature Measuring Instrument 学
2、 院： 电子与电气工程学院 专 业： 自动化 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师（职称）： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology智能工业温度检测仪表设计 摘 要智能工业温度检测仪表的设计由硬件设计、软件设计组成。它的硬件主要有四个部分组成：STM32单片机最小系统、信号调理电路、液晶显示、电源模块。文中分别介绍了各组成部分的主要芯片，设计了其接口电路。在抗干扰方面，通过分析干扰产生原因并采取措施，提高了该智能工业温度检测仪表的抗干扰性能。软件部分，采用keil4编程软件编写程序，使用模块化的编程手法，使编程更加
3、容易，程序更加易懂。整个应用程序主要包括主程序的设计、中断定时程序设计、液晶显示程序设计等。经过不断地测试和改进最终实现了稳定的精确实时显示。 关键词温度测量；STM32单片机；PT100热电阻传感器；液晶显示Design of Smart Industrial Temperature Measuring Instrument Abstract: The design of the intelligent industrial temperature measuring instrument is made up of hardware design, software design.The
4、hardware mainly has four parts:STM32 MCU minimum system, signal conditioning circuit, liquid crystal display, power supply module.In the paper respectively introduces the main chip of each component,designs its interface circuit.In anti-interference, by analyzing the causes of interference and take
5、measures to improve the anti-jamming performance of the intelligent industrial temperature detection instrument.Its software part, uses the keil4 programming software to program, the usage of modular programming technique, makes programming easier and program more readable.The entire application mai
6、nly includes the design of the main program, interrupt timing program design, liquid crystal display design, etc. Finally realize the stable and accurate real-time display through continuously testing and improvement.Key words: Temperature measurement;STM32 microprogram control unit;pt100 thermal re
7、sistance sensor;liquid-crystal display 目 录1 引言11.1 智能工业温度检测仪表的概述11.2 智能工业温度检测仪表国内外研究现状11.3研究的目的及意义22 系统分析32.1电源模块32.2 控制模块42.3 测量模块62.4 显示模块73 硬件设计83.1 控制芯片外围电路设计83.2液晶屏电路设计93.3复位电路的设计113.4抗干扰电路的设计114 基于STM32处理器的工业温度检测仪表设计的软件设计124.1软件的开发环境124.2系统驱动的设计144.2.1串口驱动设计144.2.2 TFTLCD驱动的设计144.3定时器模块设计154.4
8、 液晶显示字库164.5测量、计算、显示等逻辑程序175 测试结果与分析185.1测试结果185.2测试结果分析19结束语21参考文献22致谢35III智能工业温度检测仪表设计1 引言 随着现代工业的高速发展，生产技术的不断进步，对于产品的精度要求也越来越高，人们对温度等控制要素的精度要求不断提高，对温度的测量以及监控就显得十分重要。在化工等行业中对温度的要求较高，防止由于工作环境温度的偏差进而引发事故。如文物的保护，不仅在文物出土的时刻，在博物馆和档案馆中，温度的控制也是藏品保存关键，所以温度的检测对其也是具有重要意义的；化工业中做酶的发酵同样也离不开温度的采集，必须时刻了解所发酵酶的温度才
9、可以得到所需酶1；另外大型机房的温度的采集，超出此范围会影响服务器或系统的正常工作等等。传统方式监控温度往往很耗费人力，而且实时性差。本文就设计了一个基于STM32的温度测量系统，能够实现温度的实时监测。1.1 智能工业温度检测仪表的概述本次毕业设计的要求是能对常规的温度信号进行采集并转换，温度范围-100+800摄氏度，并且能将信号变送值其他控制单元，传送方式采用工业标准信号或无线传输，要求采集信号与输出成线性关系。1.2 智能工业温度检测仪表国内外研究现状 国内外工业的日益发展，促使温度检测技术不断地进步，目前的温度检测使用的温度计种类繁多、应用范围也较广泛;以知识经济为特征的信息时代的到
10、来，使人们对仪器仪表作用的认识愈加深入，温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展，在高新技术的推动下，正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。 （1） 本课题主要涉及问题：通过所做课题,综合设计温度信号采集电路（包含传感器、信号放大电路），通过温度采集电路完成温度信号的提取，经过处理器对温度信号的处理和存储，将信号信息显示在显示模块上。 （2） 国内研究现状：随着经济全球化的到来，以及我国制造业的发展，国内工业制造水准的提高，温度控制仪表的生产紧随着国际水平的发展。正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。 (3) 国外研究现状：现代信息技术的三大基础是信息采集(即传
11、感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)，而仪器仪表正是实现信息的获得、转化、存取、处理和揭示物质活动规律的必要工具，是当今普遍称之为实现时代标志的信息科技的三大基础的必要手段，也是新技术革命的一项重要内容2。随着以知识经济为特征的信息时代的到来，人们对仪器仪表作用的认识愈加深入。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展，在高新技术的推动下，正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。1.3研究的目的及意义 本课题主要训练学生的软硬件设计能力。训练实践STM32处理器的应用，培养解决检测与控制等领域具体问题的能力；学生通过所做课题,熟悉ST
12、M32内核的应用系统开发研制的过程，硬件设计的工作方法，工作内容，工作步骤；对学生进行基本技能训练，例如组成系统、编程、调试、绘图等，使学生理论联系实际,提高动手能力和分析问题，解决问题的能力。 该研究项目属于设备测试仪器技术，能锻炼学生动手制作产品软硬件的能力，同时要求学生能熟练运用32位处理器STM32，还要求学生有传感器等知识的积累，能锻炼学生的综合能力和动手实践能力。 温度传感器选用pt100热电阻，热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。金属热电阻的感温元件有石英套
13、管十字骨架结构，麻花骨架结构得杆式结构等。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁镍、钨、银等。与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。 MCU选用STM32RBT6，有测量精度高、操作简单、价格低廉等优点。STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列
14、时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品。同时在编程方面STM32也具有和其他单片机的优势之处，如51单片机必须从最底层开始编程，而STM32所有的初始化和一些驱动的程序都是以模板的形式提供给开发者，在此开发者只需要了些其他的模块功能和工作方式和少量的语法知识便可以进行编程，此优势不但节约了时间，也为STM32的发展做出了强有力的铺垫，而且STM32目前是刚刚被作为主流开发的单片机，所以其前景是无可估量的，这次毕业设计也是看好了其优越的发展趋势来选择的3。硬件设计使用的是Altium
