多路温度检测系统的设计_毕业设计(论文)(编辑修改稿)

多路温度检测系统的设计_毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

，当模块 DA 输出接口电压达到一定值，会点亮板上 DA输出指示灯，电压越大，指示灯亮度越明显 8）模块 PCB尺寸： cm 9）标准双面板，板厚 ，布局美观大方，四周设有通孔，孔径为： 3mm，方便固定 ○ 3 模块接口说明 本模块左边和右边分别外扩 2路排针接口，分别说明如下： 左边 AOUT 芯片 DA输出接口 AINO 芯片模拟输入接口 0 AIN1 芯片模拟输入接口 1 AIN2 芯片模拟输入接口 2 AIN3 芯片模拟输入接口 3 右边 SCL I2C时钟接口 接单片机 IO口 SDA I2C数字接口 接单片机 IO口 GND 模块地 外接地 VCC 电源接口 外接 ○ 4 模块红色短路帽使用说明 模块共有 3个红色短路帽，分别作用如下： P4 接上 P4短路帽，选择热敏电阻接入电路 P5 接上 P5短路帽，选择光敏电阻接入电路 P6 接上 P6 短路帽，选择 05V 可调电压接入电路 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 9 图 PCF8591AD 原理图 PT100 温度变送器 铂电阻温度变送器直接安装于 Pt100 铂电阻接线盒内（与不同结构形式的铂电阻构成热电阻一体化温度变送器 )将热电阻 Pt100 的电阻信号转化为电压在 05V 间输出。 ○ 1 适用范围： 可以接收热电阻或各类热电偶输入，可直接安装于温度传感器接线盒内，并标出标准电压电流信号，广泛用于电力、冶金、化工、食品、医药、环保等行业的控制领域。 ○ 2 功能特点： 1）变送器信号电源同为两根普通导线，节省了热电偶专用补偿导线，降低了线路干扰带来的误差。 2）体积小巧、安装方便。 3）精度好，抗干扰，稳定性好，免维护。 4）外部可直接调整零点和满度。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 10 5）电流信号输出，传输距离远，缩短了仪表与传感器的距离，降低线路干扰带来的误差。 ○ 3 连接方法： 如图 所示 PT100 温度变送器为 PT100 温度传感器配套的温度转换工具。 它将 PT100 温度传感器的电阻值转化为 05V 的电压值其中上面左为 24V 电源的负极和信号地极。 上面右为 24V电源的正极。 下面左为 PT100 电阻正。 下中为 PT100电阻负。 下右为 05V 电压输出正。 图 PT100 温度变送器 ○ 4 变送器技术指标 1）输入信号： Pt100 铂电阻信号输入 2）供电电压： 1030VDC 3）负载电阻： 0500Ω 4）输出信号： 05V 电压 5）热电阻温度变送器精度： %FS 6）温度稳定性：零点漂移 标准 %FS/℃ 量程漂移 标准 %FS/℃ 7）回路保护：带反向连接保护（防止电源正负极） 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 11 8）温度变送器功耗：  9）温度变送器重量：约 35 克 10）热电阻温度变送器外形尺寸：外径 Ф42mm，高度 H23mm，安装孔距 33mm，安装孔 PT100 温度传感器 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 欧姆。 设计原理 它的工业原理：当 PT100 在 0 摄氏度的时候他的阻值为 100 欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。 但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而更应该趋近于一条抛物线。 铂电阻的阻值随温度的变化而变化的计算公式： 200 0t  ℃  0 1 1 0 0tR R A t B t C t t        （ ） 0t850℃  0 1tR R At Bt    （ ） tR为 t℃ 时的电阻值， 0R 为 0℃ 时的阻值。 公式中的 A,B,系数为实验测定。 这里给出标准的 系数： 10A ℃ ； 10B    ℃ ； 10C    ℃。 应用范围 医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。 分度表 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 12 表 PT100 温度传感器分度表 温度值 (摄氏度 ) 电阻值 (欧姆 ) 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 13 020406080100120140160180200100 50 0 50 100 150 200 250温度（摄氏度）电阻值（欧姆） 图 PT100 温度传感器的 RT 近似线 PT100 温度传感器三根芯线的接法： PT100 铂电阻传感器有三条引线 ,可用 A、 B、 C（或黑、红、黄）来代表三根线 ， 三根线之间有如下规律： A 与 B 或 C 之间的阻值常温下在 110 欧左右 ， B 与 C 之间为 0 欧 ， B 与 C 在内部是直通的 ， 原则上 B 与 C 没什么区别。 仪表上接传感器的固定端子有三个。 A 线接在仪表上接传感器的一个固定的端子。 B 和 C 接在仪表上的另外两个固定端子， B 和 C 线的位置可以互换 ， 但都得接上。 如果中间接有加长线 ， 三条导线的规格和长度要相同。 热电阻的 3 线和 4 线接法是采用 2 线、 3 线、 4 线，主要由使（选）用的二次仪表来决定。 一般显示仪表提供三线接法 ， PT100 一端出一颗线，另一端出两颗线，都接仪表，仪表内部通过桥抵消导线电阻。 一般 PLC 为四线，每端出两颗线，两颗接 PLC 输出恒流源， PLC 通过另两颗测量 PT100 上的电压，也是为了抵消导线电阻，四线精确度最高，三线也可以，两线最低，具体用法要考虑精度要求和成本 PT100 温度传感器。 ○ 1 产品特征 1）不锈钢套管封装，经久耐用 2）活动螺丝固定，使用方便 3）按照国际 IEC751 国际标准制造，即插即用 4）多种探头尺寸可选、适应面广 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 14 5）高精度、高稳定、高灵敏 6）外形小巧，经济实用 图 PT100 的实物 图 ○ 2 特性指标 ： 测温范围 : 200400℃ 探头长度 : 5cm/10cm/15cm 探头直径 : Φ5mm 电阻变化 : ℃ 安装方式 : 活动螺丝固定 螺丝规格 : M8* 引线长度 : 一般 2 米，可订制长度（专用引线） 引线接法 : 三线式 接线方式 : 接线叉 传感器件 : PT（铂 ） 套管材质 : 不锈钢 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 15 ○ 3 PT100 温度传感器采用三线式接法的原因： PT100 温度传感器 0℃时电阻值为 100Ω，电阻变化率为 ℃。 由于其电阻值小，灵敏度高，所以引线的阻值不能忽略不计，采用三线式接法可消除引线线路电阻带来的测量误差，原理如下： PT100 引出的三根导线截面积和长度均相同 (即 r1=r2=r3)，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻 (Rpt100)作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根 (r1)接到电桥的电源端，其余两根 (r r3)分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样两桥臂都引入了相同阻值的引线电阻，电桥处于平衡状态，引线线电阻的变化对测量结果没有任何影响。 [2~6] 尺寸图： 接线图： 图 PT100 温度传感器的接线图 LCD1602 显示器 ○ 1 液晶显示器各种图形的显示原理 1)线段的显示：点阵图形式液晶由 M N个显示单元组成，假设 LCD显示屏有河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 16 64行，每行有 128列，每 8列对应 1字节的 8位，即每行由 16字节，共 16 8=128个点组成，屏上 64 16个显示单元与显示 RAM区 1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。 例如屏的第一行的亮暗由 RAM区的 000H——00FH的 16字节的内容决定，当（ 000H） =FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线， 长度为 8个点；当（ 3FFH） =FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（ 000H）=FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =FFH， …… （ 00EH） =FFH，（ 00FH） =00H时，则在屏幕的顶部显示一条由 8段亮线和 8条暗线组成的虚线。 这就是 LCD显示的基本原理。 2)字符的显示 : 用 LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由 68或 88点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示 RAM区的 8字节，还要使每字节的不同位为 “1”，其它的为 “0”，为 “1”的点亮，为 “0”的不亮。 这样一来就组成某个字符。 但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在 LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示 RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。 3)汉字的显示 : 汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件），每个汉字占 32B，分左右两半，各占 16B，左边为 5…… 右边为 6…… 根据在 LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示 RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加 1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节 …… 直到 32B显示完就可以 LCD上得到一个完整汉字。 ○ 2 1602字符型 LCD简介 1)字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD，目前常用 16 1， 16 2， 20 2 和 40 2 行等的模块。 下面以长沙太阳人电子有限公司的 1602 字符型液晶显示器为例，介绍其用法。 一般 1602 字符型液晶显示器实物如图 、 所示。 ○ 3 1602LCD 的基本参数及引脚功能 1602LCD 分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为 HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应 用中并无差别，两者尺寸差别如 图 所示。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 17 图 LCD1602 的正面图 图 LCD1602 的反面 图 图 LCD1602 的尺寸图 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 18 ○ 4 LCD1602 的主要参数 显示容量 :162个字符 芯片工作电压 :— 工作电流 :() 模块最佳工作电压 : ○ 5 LCD1602 的引脚功能说明 1602LCD 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表 表 LCD1602 的引脚功能表 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 第 1脚： VSS为地电源。 第 2脚： VDD接 5V正电源。 第 3脚： VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生 “鬼影 ”，使用时可以通过一个 10K的电位器调整对比度。 第 4脚： RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 硬件电路设计 19 第 5脚： R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS为低电平 R/W为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平 R/W为低电平时可以写入数据。 第 6 脚： E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶。