一種基于stc 單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是應(yīng)用在精密化學(xué)、生物醫(yī)藥、精細(xì)化工、精密儀器等領(lǐng)域，具體地涉及一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，精密化學(xué)、生物醫(yī)藥、精細(xì)化工、精密儀器等領(lǐng)域?qū)囟瓤刂凭鹊囊髽O高，而溫度控制的核心正是溫度測(cè)量。
[0003]目前在國(guó)內(nèi)，應(yīng)用最廣泛的測(cè)溫方法有熱電偶測(cè)溫、集成式溫度傳感器、熱敏電阻測(cè)溫、鉬熱電阻測(cè)溫四種方法。
[0004](1)熱電偶的溫度測(cè)量范圍較廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是它的電動(dòng)勢(shì)小，靈敏度較差，誤差較大，實(shí)際使用時(shí)必須加冷端補(bǔ)償，使用不方便。
[0005](2)集成式溫度傳感器是新一代的溫度傳感器，具有體積小、重量輕、線性度好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適于遠(yuǎn)距離測(cè)量和傳輸。但由于價(jià)格相對(duì)較為昂貴，在國(guó)內(nèi)測(cè)溫領(lǐng)域的應(yīng)用還不是很廣泛。
[0006](3)熱敏電阻具有靈敏度高、功耗低、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但其阻值與溫度變化成非線性關(guān)系，在測(cè)量精度較高的場(chǎng)合必須進(jìn)行非線性處理，給計(jì)算帶來(lái)不便，此外元件的穩(wěn)定性以及互換性較差，從而使它的應(yīng)用范圍較小。
[0007](4)鉬熱電阻具有輸出電勢(shì)大、線性度好、靈敏度高、抗振性能好等優(yōu)點(diǎn)。雖然它的價(jià)格相對(duì)于熱敏電阻要高一些，但它的綜合性能指標(biāo)確是最好的。而且穩(wěn)定性較好，故其在工業(yè)測(cè)溫領(lǐng)域應(yīng)用較廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)，本發(fā)明能夠解決溫度測(cè)量線性度、靈敏度、抗振動(dòng)性能較差，測(cè)量范圍較小的不足；而且精度較高，方便實(shí)用。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0010]本發(fā)明一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其中包括溫度傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、STC單片機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)換模塊、溫度顯示模塊；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是:信號(hào)調(diào)理電路是由信號(hào)濾波電路和信號(hào)放大電路組成，STC單片機(jī)作為本溫度測(cè)量系統(tǒng)的核心，采集經(jīng)濾波電路和放大電路進(jìn)行濾波和放大處理后的PT1000溫度傳感器信號(hào)，并由其片內(nèi)10位A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；采用牛頓迭代法計(jì)算為溫度，并控制液晶顯示模塊直觀的顯示出溫度數(shù)值；同時(shí)STC單片機(jī)外部設(shè)置電源、時(shí)鐘及復(fù)位電路。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述溫度傳感器采用PT1000溫度傳感器，PT1000鉬熱電阻的阻值具有隨著溫度的變化而改變的特性，所以可以通過(guò)間接測(cè)量鉬熱電阻阻值的方法來(lái)間接測(cè)量溫度；另外鉬熱電阻具有輸出電勢(shì)大、線性度好、靈敏度高、互換性好等優(yōu)點(diǎn)，適合作為本發(fā)明的溫度傳感器。
[0012]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述STC單片機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)換模塊的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器是采用STC單片機(jī)系統(tǒng)片內(nèi)自帶的10位A/D轉(zhuǎn)換器，其具有10位轉(zhuǎn)換精度，采樣速度快，采樣頻率可達(dá)300KHZ，內(nèi)置采樣保持電路，配置有8路外部通道，可做溫度檢測(cè)、電壓檢測(cè)、頻譜檢測(cè)等。
[0013]作為本發(fā)明的又一種優(yōu)選方案，所述溫度顯示模塊SMC1602A液晶顯示模塊配合STC單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，SMC1602A是標(biāo)準(zhǔn)字符點(diǎn)陣型液晶顯示模塊，采用點(diǎn)陣型液晶顯示器(IXD)，可顯示16字符X2行西文字符，字符尺寸為2.95X4.35(WXH)mm，內(nèi)置HD44780接口型液晶顯示控制器。
[0014]本發(fā)明的有益效果是。
[0015]本發(fā)明采用采用PtlOOO溫度傳感器，通過(guò)間接測(cè)量鉬熱電阻阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的方案；以鉬熱電阻測(cè)量溫度的原理，再基于STC單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鉬熱電阻阻值的測(cè)量，采用牛頓迭代法計(jì)算溫度。本發(fā)明測(cè)量精度高，線性好，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和可靠性，具有一定的工程價(jià)值；解決了現(xiàn)有溫度測(cè)量方法線性度、靈敏度、抗振動(dòng)性能較差的問(wèn)題，并具有工作可靠、操作直觀和結(jié)構(gòu)模塊化等優(yōu)點(diǎn)，具有一定工程的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2是本發(fā)明一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)的主程序流程圖。
[0018]圖3是本發(fā)明一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)的溫度信號(hào)處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，為本發(fā)明一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖中包括溫度傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、STC單片機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)換模塊、溫度顯示模塊；信號(hào)調(diào)理電路是由信號(hào)濾波電路和信號(hào)放大電路組成，STC單片機(jī)作為本溫度測(cè)量系統(tǒng)的核心，采集經(jīng)濾波電路和放大電路進(jìn)行濾波和放大處理后的PT1000溫度傳感器信號(hào)，并由其片內(nèi)10位A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；采用牛頓迭代法計(jì)算為溫度，并控制液晶顯示模塊直觀的顯示出溫度數(shù)值；同時(shí)STC單片機(jī)外部設(shè)置電源、時(shí)鐘及復(fù)位電路。
[0020]如圖2實(shí)施例所示，為本發(fā)明一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)的主程序流程圖。主程序在完成系統(tǒng)初始化后，進(jìn)入等待模式；當(dāng)有溫度信號(hào)處理中斷時(shí)，程序跳出等待模式，進(jìn)入溫度信號(hào)處理程序，在執(zhí)行完此中斷程序后，重新回到等待模式。
[0021]如圖3實(shí)施例所示，為本發(fā)明一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)的溫度信號(hào)處理流程圖。當(dāng)系統(tǒng)程序進(jìn)入溫度信號(hào)處理程序后，開(kāi)啟ADC10轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及計(jì)算；為使溫度數(shù)據(jù)更加精確，需進(jìn)行多次采樣和A/D轉(zhuǎn)換，并采用數(shù)字濾波算法進(jìn)行數(shù)字濾波。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其中包括溫度傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、STC單片機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)換模塊、溫度顯示模塊；其特征在于:信號(hào)調(diào)理電路是由信號(hào)濾波電路和信號(hào)放大電路組成，STC單片機(jī)作為本溫度測(cè)量系統(tǒng)的核心，采集經(jīng)濾波電路和放大電路進(jìn)行濾波和放大處理后的PT1000溫度傳感器信號(hào)，并由其片內(nèi)10位A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；采用牛頓迭代法計(jì)算為溫度，并控制液晶顯示模塊直觀的顯示出溫度數(shù)值；同時(shí)STC單片機(jī)外部設(shè)置電源、時(shí)鐘及復(fù)位電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器采用PT1000溫度傳感器，PT1000鉬熱電阻的阻值具有隨著溫度的變化而改變的特性，通過(guò)間接測(cè)量鉬熱電阻阻值來(lái)間接測(cè)量溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述STC單片機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)換模塊的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器是采用STC單片機(jī)系統(tǒng)片內(nèi)自帶的10位A/D轉(zhuǎn)換器，其具有10位轉(zhuǎn)換精度，采樣速度快，采樣頻率可達(dá)300KHZ，內(nèi)置采樣保持電路，配置有8路外部通道。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STC單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度顯示模塊SMC1602A液晶顯示模塊配合STC單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，SMC1602A是標(biāo)準(zhǔn)字符點(diǎn)陣型液晶顯示模塊，采用點(diǎn)陣型液晶顯示器(IXD)，可顯示16字符X2行西文字符，字符尺寸為2.95X4.35(WXH)mm，內(nèi)置HD44780接口型液晶顯示控制器。
【專(zhuān)利摘要】一種基于STC？單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)。本發(fā)明具有能夠解決溫度測(cè)量線性度、靈敏度、抗振動(dòng)性能較差，測(cè)量范圍較小的不足；而且精度較高，方便實(shí)用。其中包括溫度傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、STC單片機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)換模塊、溫度顯示模塊；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：信號(hào)調(diào)理電路是由信號(hào)濾波電路和信號(hào)放大電路組成，STC單片機(jī)作為本溫度測(cè)量系統(tǒng)的核心，采集經(jīng)濾波電路和放大電路進(jìn)行濾波和放大處理后的PT1000溫度傳感器信號(hào)，并由其片內(nèi)10位A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；采用牛頓迭代法計(jì)算為溫度，并控制液晶顯示模塊直觀的顯示出溫度數(shù)值；同時(shí)STC單片機(jī)外部設(shè)置電源、時(shí)鐘及復(fù)位電路。
【IPC分類(lèi)】G01K7/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105387949
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410444936
【發(fā)明人】牛譽(yù)博
【申請(qǐng)人】牛譽(yù)博
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2014年9月3日