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1、SHANDONG毕业设计说明书窑炉温度自动记录系统设计学 院： 电气与电子工程 专 业： 自动化 学生姓名： 苏本福 学 号： 0812107021 指导教师： 解红军 20 12 年 6月摘要摘要随着现代经济的进一步发展，一种新型的无纸记录仪越来越受到人们的青睐和大量使用，以前的自动测量仪需要有纸张来打印记录出温度的曲线，比较浪费人力和纸张钱财；为满足陶瓷等行业客户的需求，现在的这种新型的记录仪不需要纸张，直接隔一段时间自动将温度测量出并存储出来，人们可以方便的进行查询过去任意一个时刻的温度值，从而找出出错点，及时调整。根据设计要求，整体的电路，包括热电偶温度传感电路，室内温度检测电路，放大
2、电路，A / D转换电路，单片机电路，键盘电路和LED数码显示电路，热电偶温度传感电路对应的方式实现自动温度测量，专门由微控制器的电路容量存储器存储温度控制。 MCU总线和时钟电路相连的LED数码管显示和键盘电路有足够的石英晶体振荡器和分频器，后解码器驱动显示器，准确显示时间，整个电路由直流电源供电。 整个电路可实现炉内温度测量记录，时钟显示和数据查询。陶瓷行业的及时记录温度，窑，方便人们查询和调整炉内温度，这是保证产品质量的关键。关键词：89S52 ，LED显示, A/D转换, 温度检测- 35 -AbstactAbstractWith the further development of
3、the modern economy, more and more people prefer use a new paperless recorder, the automatic measuring instrument before need the paper to print the temperature curve recorder out , such a waste of manpower and paper money; to meet the needs of customers who worker on ceramics and other industries No
4、w there is a new type of recorder do not need paper, Directly measure temperature and store it at regular intervals, people can easily query the temperature of any value at any time in the past and to find an error point, so they can adjust in time.According to design requirements, the overall circu
5、it including the thermocouple temperature sensing circuit, the temperature detection circuit, amplifier circuit, A / D converter circuit, microcontroller circuits, keyboard circuit and LED digital display circuit, the thermocouple temperature sensing circuit Correspond to a amplifier to realize the
6、automatic temperature measurement. There is a dedicated memory to store the temperature value in the circuit, it has a large capacity. Microcontroller connect with LED digital display circuit and the keyboard circuit by bus .And the quartz crystal oscillator and divider composed of the clock circuit
7、s , it through the decoder driver monitor accurately display the time, the entire circuit is supplied from the DC power .The entire circuit can achieve the purpose of record and measure the furnace temperature, the clocks display and data query. Record the furnace temperature of Ceramic industry and
8、 other in time, so it is easy for people to check and adjust the temperature, which is critical to ensure the quality of products.Key words: 89S52, LED digital tube, A / D converter circuit, temperature sensing目录目录摘要IAbstractII目录III第一章 引言11.1 课题的背景和意义11.2 国内外仪器仪表行业发展现状31.3 本设计的主要内容4第二章 系统总体设计方案62.1
9、系统的设计要求及原则62.2 系统总体方案的选择72.3 系统组成72.3.1硬件设计72.3.2 软件设计9第三章 硬件设计103.1 单片机103.2 温度传感器的确定及电路设计113.2.1 环境温度传感器113.2.2热电偶温度传感器123.3测量放大电路153.3.1集成测量放大器AD521153.4 A/D转换器173.5数据存储器设计183.5.1 DS13B20工作原理183.6 实时时钟的设计203.6.1 DS1302工作原理203.显示和键盘电路的设计213.7.1 键盘模块设计213.7.2 显示模块设计223.7.3 74LS164工作原理253.8 电源电路设计26
10、第四章 系统软件设计284.1主程序流程图284.2实时时钟DS1302284.3 静态显示子程序324.4 A/D转换34结论36参考文献37致谢39附录40第一章 引言第一章 引言1.1 课题的背景和意义当今世界已经进入信息时代, 信息技术成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。以现场总线为主的智能化仪器仪表与自动化控制系统无疑是信息化带动工业化的最主要技术手段。从工业自动化仪表尤其是工业现场仪表的智能化、高精度化、总线化、网络化的发展进程, 不难看出计算机技术对现代自动化仪表技术的发展起到了十分积极的促进作用, 计算机网络与工业局域网的融合又大大丰富和发展了现代自动控制技术。因此,
11、 现代自动化仪表的智能化技术不但改善了仪表本身的性能, 还影响到了控制网络的体系结构, 它不再是功能单一的固定结构, 其适应性越来越强, 功能也越来越丰富。相信新一代的智能化仪器仪表将在计算机网络技术支持下, 在各行各业得到越来越广泛的应用。信息技术的进步推动了工业自动化仪表与控制系统的向前发展, 近年来, 计算机科学和微电子技术的迅速发展和普及, 导致了仪表的结构概念和设计观点等都发生了突破性的变化, 形成了一类具有普通仪表的基本功能,又有一般仪表所没有的特殊功能的高档低价仪表。工业自动化仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表; 全面扩大服务领域, 推进
12、仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化, 完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变。自动化仪表与控制系统的技术发展在数字化、智能化和网络化技术的支持下呈现出高可靠性、多功能和高适用性的发展趋势。温度是在工业、农业、国防和科研等部门中应用最普遍的被测物理量。有资料表明，温度传感器的数量在各种传感器中位居首位，约占50%左右。在许多场合，及时准确获得目标的温度信息是十分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。因此，温度测量在保证产品质量，提高生产效率，节约能源，安全生产，促进国民经济发展等诸多方面起到了至
13、关重要的作用。早期的温度记录仪都是有纸类型的，随着国内外仪表技术的越来越成熟，随着计算机的普及和广泛应用，温度记录仪的分类也越来越多。记录仪根据打印种类来分：分为温度无纸记录仪和温度有纸记录仪，无纸记录仪可通过U盘或CF卡来转存记录仪中的数据，再到电脑上，通过显示器来显示出记录的曲线和数据；而有纸记录仪可直接在现场打印出记录的数据，但是这个耗纸比较厉害，一般这些纸张都需要从厂家购买，一年的耗纸量就达到几千元 甚至上万元，所以，随着科技的发展和人们环保观念的增强，有纸记录仪将逐渐的被无纸记录仪给取代。无纸温度记录仪的产生，因为其更准确地数据记录、更方便的数据存储、更便捷的数据分析功能，和更节约的
14、设计理念，近些年来所占市场份额逐年猛增；近两年推出的带u s b接口的无纸记录仪更是极大的方便了数据的下载和保存。作为热能转换设备，工业窑炉广泛应用于建材、冶金、化工、电站等诸多领域，其运行质量对生产效率、产品质量、能源消耗、环境污染等有直接影响。温度是影响窑炉产品质量的关键因素，高温窑炉的温度测量是一个极其重要的研究课题，它对于研究和控制产品质量的稳定性、经济性都有着重要的意义。必不可少的设备之一。在生产过程中，窑炉内各点的温度是否能保证在规定的工艺要求的范围内，将对产品、工件的质量、降低能耗以及提高生产效率和经济效益都会产生重要的影响，而且随着整机度的提高和元器件的微型化、复杂化在各种工业
15、过程中对温度工艺的要求越来越高。这就需要一种可移动的温度数据采集仪器，可以连续追踪窑炉温度。窑炉温度追踪仪(可移动式温度数据采集记录仪)就是在这种情况下提出的。1.2 国内外仪器仪表行业发展现状测试仪器作为测试测量行业发展不可或缺的工具，在测试测量行业的发展中起到了巨大的作用。中国“十一五”期间，由于国家不断增加基础建设的投入力度，在旺盛市场需求的带动下，对仪器需求不断增加，同时测试仪器市场也正在快速发展。 全球测试仪器市场情况及分析 国内电子测量仪器行业在经过一段沉寂后，慢慢开始复苏。产品大幅增长主要有两个原因，一是市场的巨大需求，特别是通信、广播电视市场的巨大发展，引发了电子测量仪器市场的迅速增长，二是电子测量仪器行业近几年迅速向数字化、智能化方向发展，推出了部分数字化产品，因而在若干个门类品种上取得了较快增长。从近期中国仪表行业发展的情况来看势头喜人的，与全国制造业一样，虽然遇到了不
