基于PT100的数字温度计的设计 课程设计报告及源代码下载

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基于PT100的数字温度计的设计 课程设计报告及源代码下载
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以下是本报告的部分内容预览：
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学生姓名			班级学号	9 n. j: j( T  w  b. D' Q/ }: _
专              业		测控技术与仪器	课程设计题目	基于PT100热电阻的温度检测系统的设计
评 语	' ?# u7 o  Z2 o9 O( `% [0 i% T. g: S 组长签字：
& o& d' H. n7 [, x" R* `5 `! H $ M* t0 ^  a- \9 Y- f& V/ i 成绩	0 \) E9 X& I5 s* V$ f
# S/ e  Y) h! K  |) S! F, O % m, p) c6 J: h / S  U1 A3 R3 I$ O7 y; \) ` 日期	9 f/ M% o" Q. X0 l5 U9 @6 l  w - L* M0 v8 l: N6 X( r! M8 ?, r 201             年             月              日

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课程设计任务书

学             院	自动化与电气工程学院		专 业		测控技术与仪器
学生姓名	. _1 O) L' f) R		班级学号
课程设计题目	基于热电阻的温度检测系统的设计
8 H- A1 b+ _: M6 {. _8 o( M' c / F% W8 }+ W- Y" z# r+ g/ w, H! W 实践教学要求与任务: 1、熟悉所确定的题目，从问题需求、程序结构、难点及关键技术等方面进行分析, 形成系统的设计方案； 2、根据方案设计硬件电路； 3、软件编程并调试； 4、完成课程设计报告，打印程序，给出运行结果。 工作计划与进度安排: 第 18 周（12 月 28 日-12 月 31 日）：根据设计要求和内容查阅参考文献或资料， 提出设计方案，进行原理设计。 第 20 周（1 月 11 日-1 月 15 日）：根据设计方案，完善设计，并进行硬件及软 件调试，测试，撰写课程设计报告，答辩。
指导教师： 8 u8 J' |( o+ N 201             年             月              日		专业负责人： 201              年             月              日		学院教学副院长： 5 |: }$ ~, }# ] 201             年             月              日

( D, s8 ^; \/ `, ], G6 Y- |, }3 L

1引言...........................................................................................................1

9 F6 P" N1 {$ \. g

2系统总体设计方案.................................................................................2

, D1 c5 i/ d, Q0 G' u

2.1方案设计.......................................................................................2

6 l" T, [% `4 n
* m. Q+ g. o) z! M

2.2工作原理.......................................................................................2

! P$ h- o' Z& e. P& `( I

3系统硬件设计.........................................................................................3

; T/ ]7 Y  y9 x2 E& y# g  h3 d# q$ d

3.1铂热电阻简介...............................................................................4

5 l1 Q. E8 N* z; S

3.2运算放大器 LM324简介...........................................................5

: a' D. \5 J5 e* H) L

3.3ADC0804芯片简介.....................................................................6

( ?7 z: k: e: Z* Y8 V

3.4控制电路......................................................................................7

1 G; e1 `& ~5 X- `
; J$ J5 v/ s4 N* m

3.5显示电路.....................................................................................10

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4系统软件设计........................................................................................11

' Q+ [0 D  R* k( Q2 R1 d/ |

4.1软件介绍.....................................................................................11

+ L' w) W/ a: l
4 A+ {) s+ _7 c6 ]( d; Q

4.2程序流程图.................................................................................13

5元件清单...............................................................................................14

6 {! L3 w, O2 K; B

6系统调试与测试结果...........................................................................14

2 g# \; W% g# [5 [1 Z. D7 {
* Y" C9 o/ F2 U) S" _* _9 Z6 d

7测量结果分析.......................................................................................15

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7.1结果分析.....................................................................................15

8 T! q" z& U) `$ B& M0 w
, y9 P+ |8 H& X  d0 X

7.2误差分析.....................................................................................16

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8总结........................................................................................................19
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1引言

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* s) a# \, z6 u5 K) }; |* X/ j1 a

在工农业生产中，温度检测及其控制占有举足轻重的地位，随着现代信息 技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现 ，能够独立工作的温度检测和显示 系统已经应用于诸多领域。要达到较高的测量精度需要很好的解决引线误差补偿 问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差等问题，使温度检测复杂 化。模拟信号在长距离传输过程中，抗电磁干扰时令设计者伤脑筋的问题，对于 多点温度检测的场合，各被检测点到监测装置之间引线距离往往不同，此外，各 感元件参数的不一致，这些都是造成误差的原因，并且难以完全清除。

单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为 自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥 越来越大的作用。采用单片机对温度采集进行控制，不仅具有控制方便、组态简 单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控数据的技术指标，从而能够大大 提高产品的质量和数量。

由于科学技术的飞速发展，特别是微电子加工技术，计算机技术及信息处理 技术的发展，人们对信息资源的需求日益增长，作为提供信息的传感技术及传感 器愈来愈引起人们的重视，而综合各种技术的传感器技术也进入到一个飞速的发 展阶段。要及时正确地获取各种信息，解决工程、生产及科研中遇到的各种具体 的检查问题，就必须合理选择和善于应用各种传感器及传感技术。如最简单的温 度的测量，有热电偶、光纤温度传感器等等。但是，热电阻是开发早、种类多、 发展较成熟的感元器。热电阻由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电 阻变化。热电阻器是感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热电阻器 和负温度系数热电阻器。热电阻器的典型特点是对温度感，不同的温度下表现出 不同的电阻值。正温度系数热电阻器在温度越高时电阻值越大，负温度系数热电 阻器在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。随着半导体技术的不断 发展，热电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。他具有体积小、灵度高、 重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点,最重要的是作为温度传感器的 热电阻的灵度非常高，这是其他测温传感器所不能比拟的。

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本课题基于热电阻的以上优点，并利用单片机和放大器等元器件，在 protus

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和 keil 软件环境下，对热电阻的测温系统进行仿真。

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2系统总体设计方案

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2.1方案设计

使用热电阻 pt100 温度传感器利用其感温效应，热电阻随环境温度的变化而 变化，在电路图中将电阻值的变化转换成电压的变化，再将电压值作为输入信号 输入至 AD 转换器中进行模拟信号到数字信号的转换，其输出端接单片机，向单 片机内写入源程序，将被测温度在显示器上显示出来： 测量温度范围−50℃～110℃。

精度误为 1℃。

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2.2工作原理

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本题目使用铂热电阻 PT100，其阻值会随着温度的变化而改变。PT 后的 100 即表示它在 0℃时阻值为 100 欧姆，在 100℃时它的阻值约为 138.5 欧姆。厂家 提供有 PT100 在各温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为

0.385Ω/℃。向 PT100 输入稳恒电流，再通过 A/D 转换后测 PT100 两端电压，即 得到 PT100 的电阻值，进而算出当前的温度值。

采用 2.55mA 的电流源对 PT100 进行供电，然后用运算放大器 LM324 搭建的

   同相放大电路将其电压信号放大 10 倍后输入到 AD0804 中。利用电阻变化率

0.385Ω/℃的特性，计算出当前温度值。 测温系统如图 2 所示：

图 2 温度检测系统

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如图 2 所示，热电阻 RT 和 RA1，RB1 和 RC1，可以改变电阻 R2 组成一 个测温点桥，在温度为 20 度时，调节 R2 使点桥达到平衡。当温度升高时，热 电阻的阻值变大，电桥失去平衡，电桥输出不平衡的电压，经过滤波后，输入运 算放大器，进行放大处理。

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3系统硬件设计

8 Y! Q9 l+ L0 E5 g3 `# k

系统硬件连接图如图 3 所示：

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图 3 系统硬件连接图

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0 n0 V  _- `! p' f/ ^" ]
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现对各部分硬件进行介绍。

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3.1铂热电阻简介

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pt100 是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT 后的 100 即表 示它在 0℃时阻值为 100 欧姆，在 100℃时它的阻值约为138.5 欧姆。它的工业 原理：当 PT100 在 0℃的时候他的阻值为 100 欧姆，它的的阻值会随着温度上升 它的阻值是成匀速增涨的。

# [0 c( D* c: Z6 R- ^3 i8 Q

  r' l0 [+ N  l& \4 Y3 S5 e

式中，A=0.00390802；B=-0.000000580；C=0.0000000000042735。可见 Pt100 在 常温 0~100℃之间变化时线性度非常好，其阻值表达式可近似简化为：RPt=100

（1+At），当温度变化 1 ℃，Pt100 阻值近似变化 0.39 欧。

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图 4 Pt100 的分度表（0℃~100℃）

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/ x* \& O  y9 x  g( Q

/ O. E# r, p+ s- C4 `; k" g) w

图 5 电阻温度曲线图

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8 ~0 b4 t! j0 n7 Q3 i

3.2运算放大器 LM324简介

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LM324 系列器件带有差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准 运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到 3.0V 或者 高到 32V 的电源下，静态电流为 MC1741 的静态电流的五分之一。共模输入范 围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一 组运算放大器可用图 1 所示的符号来表示，它有 5 个引出脚，其中“+”、“-” 为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个 信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端 的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相 位相同。如图 6 所示：

图 6              LM324 引脚图

图 7 是 LM324 运算放大器的工作原理图，同相交流放大器的特点是输入阻抗

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  N- u5 U! d3 i. B! q

高。其中 R1、R2 组成 1/2V+分压电路，通过 R3 对运放进行偏置。电路的电压

放大倍数 Av 也仅由外接电阻决定：Av=1+RF/R4，电路输入电阻为 R3。R4 的阻 值范围为几千欧姆到十几千欧姆。

图 7              LM324 原理图

3.3ADC0804芯片简介

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& L# m  u; O, v) e8 o# R9 B

ADC0804 是用 CMOS 集成工艺制成的逐次比较型模数转换芯片。分辨率 8 位，转换时间 100μs，输入电压范围为 0～5V，增加某些外部电路后，输入模 拟电压可为 5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的 输出可以直接连接在 CPU 数据总线上，无需附加逻辑接口电路。ADC0804 芯片 管脚如图 8 所示引脚名称及意义如下：

图 8 ADC0804 管脚图

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VIN+、VIN-：ADC0804 的两模拟信号输出端，用以接收单极性、双极性和

差模输入信号。

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( y, H7 L: L3 d& I

D7～D0：A/D 转换器数据输出端，该输出端具有三态特性，能与微机总线相 接。

AGND：模拟信号地。 DGND:数字信号地。 CLKIN:外电路提供时钟脉冲输入端。

CLKR:内部时钟发生器外接电阻端，与 CLKIN 端配合可由芯片自身产生时钟 脉冲，其频率 为 1.1/RC。

CS：片选信号输入端，低电平有效，一旦 CS 有效，表明 A/D 转换器被选中， 可启动工作。

WR：写信号输入，接收微机系统或其它数字系统控制芯片的启动输入端，低 电平有效， 当 CS、WR 同时为低电平时，启动转换。

RD:读信号输入，低电平有效，当 CS、RD 同时为低电平时，可读取转换输 出数据。

INTR：转换结束输出信号，低电平有效。输出低电平表示本次转换已完成 。 该信号常作为向微机系统发出的中断请求信号。

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3.4控制电路

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AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS8 位微处理器，俗称 单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。该器件采用 ATMEL 高密度非 易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由 于将多功能 8位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种 高效微控制器，AT89C2051 是它的一种精简版本。AT89C51 单片机为很多嵌入式

控制系统提供了一种灵活性高并且价廉的方案。AT89C51 引脚图如图 9 所示：
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VCC：供电电压。 GND：接地。

图 9 AT89C51 管脚图

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P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当

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P0 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储 器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入 口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须接上拉电阻。

P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接 收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为低八位地址接收。

P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收， 输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作 为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于 内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行 存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势， 当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

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P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL

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门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输 入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如表 1 所示：

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表 1              P3 口第二功能表

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P3 口密位	第二功能	功能
P3.0 / I  P8 Q' D3 D P3.1 2 }$ |( p5 B. x2 p8 A0 ~8 F P3.2 , z& T& W3 G  ~! `5 R# q: H- `  \ P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7	RXDTXDINT0 9 S# ?/ t& S6 _2 s  k% {/ G0 n INT1 T0 5 n  r" E5 `6 S3 j5 w6 K2 N( s9 P" l T1 0 Z  X8 j2 d- I* ]/ L1 aWRRD , B8 N1 n5 k. p; P2 k7 S	串行输入口串行输出口外部中断 0外部中断 1 计时器 0 外部输入计时器 1 外部输入外 部 数 据 存 储 器 写选通 外 部 数 据 存 储 器读选通 0 ^( `  _: K; b9 D

. w6 E( W# m# N1 n$ d% g
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RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电

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平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的

低位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不 变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外 部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时， 将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果 微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。

PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机 器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号 将不出现。

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EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），

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) y4 @6 s( W4 a1 g5 m# l, L

不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当

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/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于 施加 12V 编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。

晶振电路如图 10 所示：

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图10 晶振电路

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3.5显示电路

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本课程采用 MPX4-DCC 作为显示器。该显示器由四个八段数码管组成，如 图 10 所示，该显示器是共阴极显示器，A、B、C、D、E、F、DP 与 P0 口相连，

1、2、3、4 与 P0 口的 P0~P3 相连。所以，当显示器开始工作时，必须向 P0 口 写 0。通过控制数码显示管的位选，来实现显示温度的目的。

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图 11 MPX4-DCC

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4系统软件设计

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4.1软件介绍

1.Proteus 软件

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Proteus 是世界上著名的 EDA 工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到 单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的 完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB 设计软件和虚拟模型仿真软 件 三 合 一 的 设 计 平 台 ， 其处 理 器 模 型 支 持 8051 、 HC11 、 PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086 和 MSP430 等。

Proteus 软件是英国 Lab Center Electronics 公司出版的 EDA 工具软件（该 软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它 EDA 工具软件 的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围 器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教

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学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

在 PROTEUS 绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以 在 PROTEUS 的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。

PROTEUS 不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行 过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示 实验难以达到的效果。

它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程 度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检 测、电路修改、软件调试、运行结果等。

课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于 PROTEUS 提供了 实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验 室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、 创造精神的平台

使用 Proteus 软件进行单片机系统仿真设计，是虚拟仿真技术和计算机多 媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作 能力。实践证明，在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作， 能极大提高单片机系统设计效率。因此，Proteus 有较高的推广利用价值。

2.Keil 软件

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% `# V, `* d, d1 `! s* b1 _9 A3 y

Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件 开发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显 的优势，因而易学易用。Keil 提供了包括 C 编译器、宏汇编、链接器、库管理 和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境

（μVision）将这些部分组合在一起。

* H3 \) q2 _; W( U3 @

KeilμVision2 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语 言软件开发系统，使用接近于传统 C 语言的语法来开发，与汇编相比，C 语言易 学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，可以在关 键的位置嵌入。Keil C51 标准 C 编译器为 8051 微控制器的软件开发提供了 C 语 言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51 编译器的功能不断增强，使 你可以更加贴近 CPU 本身，及其它的衍生产品。C51 已被完全集成到μVision2

' S) G7 I6 n/ _6 b8 N


$ ]' l4 K  f7 [% T+ [, s: x
  U2 n! p. ^. Z- Q% u

的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，

项目管理器，调试器。μVision2 IDE 可为它们提供单一而灵活的开发环境。

2 G, a* G) s; o$ X6 m3 B/ |) ]$ [

- i6 R# z4 E! i0 p
% X( H8 K% T  }  l: N

4.2程序流程图 主程序流程图如图 12 所示：

8 x- Q7 B5 O" r



) w* V' `% r/ L/ _6 J/ l* S2 L

5元件清单

6 J; _' W  S0 I& e/ E- u

所用元件如表 2 所示：

表 2              元件清单

# l  T" L1 W5 o/ i2 J! V

名称	规格	数量
普通电容	16pF	2 个
晶振	12MHZ	1 个
ADC0809 芯片		1 片
AT89C51 芯片		1 片
运算放大器	LM324	1 个
电阻	16K	1 个
电阻	10K	4 个
电阻	90K	1 个
电容	20PF	1 个
恒流源	2.55mA	1 个
热电阻	PT100	1 个
信号发生器	100u16V	1 个
显示器	MPX4-CC	1 个
电压表	-10V-10V	1 个

% ]6 ^/ l, u/ R

6系统调试与测试结果

( c3 n  A* D7 H& ?- t3 h% k
' H; ~! T" w8 R2 Y6 ?$ I

调节热电阻的“↓”和“↑”，观察显示器的示数找到环境温度与示数之间的 线性关系，不断调整程序使环境温度与示数相对应。

在这一环节，示数与温度本来就是呈线性的，寻找示数与温度之间的关系， 即找到示数与环境温度相差多少。在原理上，显示器上的实数是指经 AD 转换后 的电压值，并非环境温度，所以，示数与环境温度必相差一定的值，只要找到这 个值，并在程序中稍加改动，显示器上显示的数就可以看作是所测的环境温度了。

! k2 l8 q/ R9 e. x6 Q+ F
+ X4 M, x# V4 d+ X- t2 i: z3 U  W
6 t$ G  b' r* D: P( o
. V8 \  L" k! B+ y4 }0 \. [

7测量结果分析

7 N8 Q' ~* D) K2 k7 a" U# j; s7 Y


  n9 w- M$ }$ Q, q* ~

7.1结果分析

% j* X9 r2 J4 j: k% _
7 k1 m, S+ {( Z/ i- N8 \
# r8 N8 b: X! z! D3 h+ F; f  `

当环境温度大于零℃时，测量结果如图 13 所示：

9 C' t$ M: L0 `4 x0 H; Z
  B. G2 B6 X* J" s
0 r( o: [- y5 v' z* r' D" B
( J0 M5 u$ a' C0 s& T* N

; V3 j# {: C7 x) p
9 j, X# ]# i* V
1 ^; i* k) A2 t4 `: A

图13 温度大于零℃

4 F0 {9 I# K$ G
" R8 [/ Q, [  u* U

当环境温度小于 0℃时，测量结果如图 14 所示：

1 b3 s" @% N" e8 t7 `
2 a# c8 b! h% O$ ]# V$ Q
! Z5 O- r/ P5 k! p# n. H

" D5 o' ~4 f8 a- B( d4 m

  P8 w5 s0 K, \& }5 F* ^
$ d* A$ \& V3 t

图14 温度小于 0℃

6 W$ R; }4 ~) i/ X) `) r


6 s, S! t9 q' o; M- l+ {2 B

7.2误差分析

由于 ADC0804 为八位 AD 转换器，精度不高，而且 PT100 的阻值与温度并非 纯线性关系，所以，本系统必然存在一定的误差。下面对本系统的误差进行分析。

+ s0 ~4 i7 v3 L+ _

' u$ ]( o0 }% W0 c

图15 环境温度-26℃，测量温度-26℃

: \6 {) O+ o8 p% G
: @5 ~/ K" {. l) d- _. r/ n. I- l; y

图16 环境温度-16℃，测量温度-18℃

4 U$ m/ Q+ w1 S

# C, \  w9 E8 V8 c1 K3 g# S# d
3 i" z& c9 @) l# n0 q: Z& p6 G

" D6 I: O6 `& G

图17 环境温度 0℃，测量温度 0℃

2 b" i- |8 N. j0 ^: I% X1 Q6 G
; K& H' j: ^( u, T/ g: A6 d
: c# j/ S7 ^. G+ L5 v: ^" b

图18 环境温度 10℃，测量温度 10℃

/ {' y" L; @, J; z% m& q

7 |' I7 q/ P  y

0 a/ d% g9 N: v" ?0 T1 c

, C, E# K+ \# P% s7 P. q5 s. d7 j8 y
1 {9 j5 X/ ]7 k4 `

) M( X- M+ x8 }1 x& d  Z

图19   环境温度 36℃，测量温度 36℃

. s$ c# q# R3 s

图20 环境温度 54℃，测量温度 56℃

, N' d  T3 K: q8 |7 l
6 [% u; E3 A5 y& l+ b0 W
- \4 d: E; D$ @% h, D9 F

图21  环境温度 66℃，测量温度 66℃

4 o% S( k( o5 E( ^! s/ c0 [0 u
* B  R1 V( t% L' `/ N# f

图22    环境温度 75℃，测量温度 74℃

5 {' X) _$ `4 B$ U) q1 r( ~5 A

7 L' [5 Z, a& a
5 u8 A; x2 g$ U1 m+ O+ L

由图 15—图 22 可知，本系统的最大误差为±2℃，由于本系统的测量范围 为-50℃—+110℃，所以，本系统的线性误差为±0.0125。

/ k9 c9 g2 O' v9 R* _' X

) ?8 C8 W& c& S7 D0 t* e* `3 I% V# q
5 f9 p) P- N  P+ ~' x

8总结

数字温度计是为了测温而设计开发的。在单片机技术与热电阻的巧妙结合 下，可以有效测出温度，并实时数字显示。

该系统虽然设计比较简单，但是对所学的知识应用的很多，对锻炼实际能力 有很大的帮助。在查找资料和设计的过程中，对热电阻传感器、基本的测控输入 通道、基本的信号调理电路有了比较深刻的认识。由于时间有限，并受 ADC0832 的精度限制，目前只能测量室内的基本温度，再加上 PT100 的线性只存在与理想 状况下，实际操作中会产生一定的误差，以至于不能达到更高的精度，有待提高。

7 W3 D+ n5 U: W& ]) d7 _
: m: }1 \3 i  ?- |
* J6 q( l/ `2 p2 U+ o# Z2 }4 O

  f- T+ m$ f6 ]8 l

参考文献：

5 P, y4 L) g6 @$ p+ G6 w7 F
6 P9 i% N; ^7 @/ c' K* |: @

【1】黄贤武，郑筱霞.传感器原理与应用.第二版.北京：高 等教育出版社

! s, w. Z, }/ [2 E- }
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【2】梁福平.传感器检测原理及技术.武汉：华中科技大学出 版社

' H& Z0 Y! l9 p: G; v' _

【3】康华光.电子技术基础（模拟部分）.第五版.武汉：华 中科技大学出版

5 p( I  C5 n5 [) r" O- g源程序：
9 N8 D# k/ F/ y, H  Q' E9 H6 F#include
#include
sbit rd=P2^1;
3 u! ^7 \0 N2 {0 D! o  j8 C$ Hsbit wr=P2^2;
5 [1 ^6 j5 p8 _: psbit led=P2^3;
* q( B) g, }& W- qbit f=0;
#define uint unsigned int
; z3 k" f+ A% @( J" L2 M4 A#define uchar unsigned char
uint bai,shi,ge,a,n;
& g7 W$ M# F: W9 b$ G1 Guchar v;
: D) R3 k# z9 ~$ [9 {& T/ U  asigned char x;
, |2 t% h7 h; ?/ fuchar code table[]=
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
* o$ k. @  u  A( z; l8 O/ } 0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
uchar code table1[]=
# l+ p4 S8 O, r0 B) n6 I{0xbf,0x86,0xdb,0xcf,
' a7 O# Z- O% ~' c6 y1 {& V6 g5 @, s* x 0xe6,0xed,0xfd,0x87,
0xef,0xdf,0xe7,0xec,
3 E8 J( l1 W  A/ I& f6 T( g. H 0xb9,0xde,0xe9,0xe1};
- j) M% ]# a: z* ovoid delay(uint);
void display(uint);
7 y$ ?1 ?" `  s5 Z- \void main()
{
        while(1)
        {
# }; _6 Q5 W1 z# K                wr=0;
: n2 e$ j+ J: c7 }            _nop_();
                wr=1;
5 O! x) h  p" L9 Q                display(x);
: Z, ^& u+ c1 d1 r                rd=0;
2 O: u  [+ L% L7 h. m7 q/ W% u                _nop_();
                v=P1;
4 r! g* Q: {9 w$ X: }: v1 F1 Q                if(v>=133)
& K( U1 N: B& B9 Q1 y6 M& B                {
                        x=(v-133)*2;
  P# L. c6 P; S* b                        f=0;
                }
: E, Q; P7 V, M* x( U& e                else
: G3 J7 h+ B7 A; m                {
                        x=(133-v)*2;
7 j3 R) d% f# B                        f=1;
                }
1 v* _5 s: [( H                rd=1;
        }
}
4 ^7 Z4 j0 M! V3 T7 Wvoid delay(uint x)
{
        uint i,j;
( C) V* C0 q7 ^: f6 @% X7 Q) Z5 G0 ]        for(i=x;i>0;i--)
: z! Q) g+ q/ ~                for(j=110;j>0;j--);
$ X5 J3 R, y* E2 i( J}
void display(uint x)
& ]; u- m4 O2 G3 O  ?5 h5 g+ |{
        bai=x/100;
        shi=x%100/10;
9 ~# C/ U& \( Q7 f- h+ q1 K        ge=x%100%10;
* F' c2 k, |' r        if(f==1)
1 p8 j- l% n/ ]$ |* {% r        {
+ b- p8 _' H5 v                P0=0x7e;
                P3=0x40;
                delay(5);
& m- R& H9 `5 |                P3=0x00;
) o2 D8 R6 N( U3 r/ S8 K7 d1 z0 V" M        
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0 G4 x: X" }3 ^; d

Colbie

不错，写的很好，谢谢分享

sunygd

谢谢分享

cat12620

写的很不错，谢谢分享

Bron

" G9 m( F9 P: Q8 H7 L( R" w写的很不错，谢谢分享

Mizu

写的很不错，谢谢分享

chuan4242

谢谢分享谢谢分享

veaky

好帖，xxxxxx

kkhgh

谢谢666666

fschao

好666666666666666666666666666666