毕业设计（论文）基于单片机和k型热电偶的温度测量系统.doc

毕业论文(设计)

题 目 基于单片机和K型热电偶的温度测量系统


学生姓名 陆琪

学 号 20102305048
院 系 电子工程系
专 业 电子信息工程
指导教师 徐伟
二ＯＯ一四年五月十五日
目 录
1 引言 5
研究目的与意义 5
研究发展与现状 5
发展状况 5
国内外研究 7
本课题的研究内容 7
设计原理 7
设计要求 8
2 方案对比与论证 8
方案选择 8
方案系统框图 8
3 系统电路硬件设计 9
电源指示电路 9
温度传感器电路 10
热电偶的选择 10
数字转换器MAX6675 11
温度传感器电路的设计 13
单片机最小系统电路 14
单片机的选择 14
单片机主控制电路的设计 16
MAX3232串口电路 18
MAX232芯片 18
MAX3232芯片 19
MAX3232串口电路的设计 19
LCD液晶显示电路 20
液晶显示技术 20
1602LCD液晶显示模块 21
LCD液晶显示电路的设计 22
4 系统软件设计 23
软件介绍 23
主程序 24
温度读取、控制、转换程序 26
LCD液晶显示子程序 29
5 系统性能测试 34
参考文献 35
基于单片机和K型热电偶的温度测量系统
陆琪
南京信息工程大学滨江学院电子信息工程专业，南京 210044
摘要：目前接触式测温中应用最广的热电式传感器是热电偶传感器，在工业测温中占有不可取代的地位。本文选用K型热电偶设计了一个测温系统。系统由温度采集模块、主控制模块、下载模块和LCD液晶显示模块组成，以AT89S52单片机为主控制器，由K型镍铬-镍硅热电偶测量工作端温度T，测量范围在0~1200℃之间，℃。采用MAX6675测量冷端温度T0，并对测温热电偶的热电势及测得的补偿电势进行采样，存放在单片机内存单元中，经程序解算后得到温度值，通过LCD液晶显示。该系统对温度测量具有较高的精度，测量范围广，系统轻便，在工业测温中具有一定的应用价值。
关键词：K型热电偶 ；单片机AT89S52；MAX6675；工业测温
引言
研究目的与意义
物体的冷热水平可以通过温度来衡量，从分子水平看，又可以表示物体分子运动状态，温度越高，分子运动越猛烈。物体温度改变后显示出的一些特点只可以由温度间接测量。最基本的环境方法——温度，对周边环境会产生重要影响、和人们的衣食住行、农业生产等方面密不可分。温度的测量在工业、农业生产中必不可少，在工业生产中甚至需要时刻观察温度的变化。所以通过对温度的测量和测温设备的研究具有非比寻常的意义。
在社会生产力的不断提高下，对温度测量系统收集的温度数据方法要求越来越高，已经渗透到社会方方面面。温度的测量主要应用于工业、农业这两大领域。在这两大领域中，无论是机械的正常运转还是农作物的蓬勃生长，都离不开温度的测量。在工业生产中，由于生产环境的限制，员工不可长时间停留观察设备运行正常或因为其他原因不能在现场。这是找到最佳的方式收集数据的迫切需要，将数据发送到一个比较好操作的控制室，便于工作人员对数据的分析与处理；在农业生产上，对温室大棚的温度监测，以前都是选择分区取样的人工处理方式，工作辛苦，精确度不高。而且在实际操作中，因为大棚的诸多环境限制因素，例如占地面积广、测量点分散而且数目多，所以这种测量方式已经被淘汰。当前的科技水平下，为了取得更大的效益促使我们必须找到一种精确、简便易行的温度采集测量方法。
在科学技术的不断发展下，现代社会对各种参数：准确度和精密度的要求有一个几何增长。在以此基础上
，如何快速、准确获取这些参数需要依靠现代信息的发展水平。传感器技术、通信技术、计算机结构技术并称当代三大信息采集技术，而这之中传感器技术遥遥领先其他两种技术，特别是传感器技术中对于温度的测量。所以研究温度的收集方式和设备这一课题是相关领域国内外研究者的重要课题之一。对于本课题而言，基于测温线的温度测量系统可以较为简洁方便的测量出温度。
研究发展与现状
发展状况
从人类对温度有了认识之后，许多科学