毕业设计论文智能温度巡检仪 - 图文

河南城建学院本科毕业设计(论文) 计算与软件实现

信号输入的放大电路主要是由AD620、OP07构成的两级放大电路组成。AD620是仪用放大器，输入偏置电流小，精度高，增益设置和调节简单。在AD620的1脚和8脚之间外接一个电阻R就可以设置放大电路的增益G。OP07是一种高精度单片运算放大器，具有很低的输入失调电压和漂移。OP07的优良特性使它特别适合作前级放大器，放大微弱信号，一般不用考虑调零和频率问题就能满足要求。

4.1.2 A/D采集信号

模/数(A/D)转换测量子函数用来控制对ADC0809的4路模拟输入的微小信号，即恒流源电路采集到的信号经过放大电路进行放大后，送入到A/D转换器输入端的信号，进行A/D转换并将对应的数值移入内存单元。温度采集程序总流程图如图4.2所示。

图4.2 A/D温度采集总流程图

开始 启动一次转换 N EOC=1 Y OE=0；取转换数据 本路数据采集N次 Y 地址数加1小于8 N 返回 N 20

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单路热电阻电压采集子程序为：

/***********************单路热电阻电压采集*************************/ void adc_0809(uchar adc_in) { uchar i; uint temp; ADD_A=0； ADD_B=0；

ADD_C=0; //选择AD输入通道； for(i=0;i

ADC_ST=0; _nop_(); ADC_ST=1; _nop_(); ADC_ST=0; _nop_();

while(!ADC_EOC) //等待AD转换完成； ADC_OE=1;

temp=P1; //ADC0809与单片机的连接端口为P1； } }

由于输出显示采用LCD1602，设计为同时显示两路温度，在热电阻电压总循

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adc_data[i]=temp; //存储采集到的数据； delay1us(5); ADC_OE=0;

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环采集子程序中，每个周期需要2次采集循环。每次循环采集两路信号，先采集第一个通道的信号，并将采集到的数据存放在该通道数据指定的单元中；再采集临近通道的信号，将采集到的数据存放在该通道数据指定的单元中。热电阻电压总循环采集子程序为：

/***********************热电阻电压总循环采集***********************/

void main_0809(char l) {

uchar bai,shi,l1,l2,adc_in1,adc_in2,tx,lu; switch(l) {

case 0:l1='1',l2='2',adc_in1=0,adc_in2=1; case 1:l1='3',l2='4',adc_in1=2,adc_in2=3; case 2:l1='5',l2='6',adc_in1=4,adc_in2=5; case 3:l1='7',l2='8',adc_in1=6,adc_in2=7; }

for(lu=0;lu<2;lu++) {

adc_0809(adc_in1); delay1us(5); tx1=u_turn_t(); delay1us(5);

adc_0809(adc_in2); delay1us(5); tx2=u_turn_t(); delay1us(5);

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//选择AD输入通道； //选择AD输入通道； //选择AD输入通道； //选择AD输入通道； 河南城建学院本科毕业设计(论文) 计算与软件实现

} }

4.2 数据处理

数据处理程序将采集的电压通过一定的关系式转换为温度值，并温度值读入到指定数组中。此中包括AD测得的值为电压值，电压与温度转换的关系式；PT100的线性化处理；在采集过程中，由于外界干扰对采集到的数据的影响，做出相应的处理。

4.2.1 电压—PT100阻值转换

系统的测量范围是0~200℃，PT100对应的电阻值为100~175.84，由恒流源电路可知，PT100对应的输出电压也是调理电路的输入为166.67 mV~293.073mV，调理电路的输出电压为0V~ 5V。

因此，调理电路应完成输入电压与输出电压的对应变换：166.67 mV 与0 V；293.073 mV 与5 V；由于输出电压为0V~ 5V，则：

293.073 mV – 166.67mV= 126.403mV 式(4.1)

即：126.403mV与5V 的对应变换。由以上分析可知，两级放大电路的总的增益为G= 5/0.126403≈40。第一级放大电路的增益确定为20倍，第二级为2倍。图4.1中PT100是热电阻，R0值由于在输出为0V时，实际上有个对应于100欧姆的偏置电路。电路由-5V提供电路电源供电R12，PT100与R12电阻值相对较小，流经R12中的电流可视为恒流源。PT100两端的电压经AD620、OP07进行二级放大40倍，输出接到ADC0809输入端。

因此根据：

PT100-R0=U/I 式(4.2)

得：

I=2.500V/1.500K=0.001667A 式(4.3)

而：

AD=I*(PT100-100)*G 式(4.4)

这里的AD值为A/D转换得结果，G为放大器的增益，本设计中的二级放大器放大的倍数为40倍。

将上述条件代入得：

PT100=AD/I/G+100=AD/0.00167/40+100 式(4.5)

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