发布时间 : 星期三 文章基于单片机的温度巡检系统的设计更新完毕开始阅读ab9e01fc941ea76e58fa046e
第三章 系统的设计
3.1 框图 3.1.1 总体框图
图3.1 系统框图
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U1330ΩD1D2AA6cdefgDPR3T190121K1ab(AD0)P0.0(AD1)P0.1383736cdefgDPR21K353433322122232425262728VCC402010113029U36330ΩR38(AD2)P0.2(AD3)P0.3(AD4)P0.4(AD5)P0.5(AD6)P0.6(AD7)P0.7(A8)P2.0(A9)P2.1AT89C51(A10)P2.2(A11)P2.3(A12)P2.4(A13)P2.5(A14)P2.6(A15)P2.7VCCGND(RXD)P3.0(TXD)P3.1ALE/PROGPSEN39abR31D3AA16D4ABC1234P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.3(INT1)P3.2(INT0)P3.5(T1)P3.4(T0)EA/VPPXTAL1XTAL2RSTP3.7(RD)P3.6(WR)567VCC13121514311912M1933pFC1C2161733pF2188P1.0P1.1abcdefgdpa10b9c8d5e4f2g3dp7a10b9c8d5e4f2g3dp7a10b9c8d5e4f2g3dp7abcdefgDPR4T290121KAA16a10b9c8d5e4f2g3dp7abAA16cdefgDPVCCDRDYT3R5T490121K9012U11SCLKGND16系统硬件电路图
2VCC16MCLK INENVCCVDD15VCC3Cx00x01x02x0313141512VCCX0X1X25S0SW-PB4.7μFx00R710KR810KR1010KR1110KR13VCC10KR1410KR16VCC10KR1710KPT100RT1R9C3RESETDRDY12DRDY6x04VCCR30PT1003x04x0515X3X4XX5AIN2(+)AIN2(-)117AIN1(+)REF IN(-)108R110KVCCt10KR19200RPT100RT2R1210Kx10x01VCCR21RT5R20tx06x07248200RPT100x14x05RT6AIN1(-)X6X7GNDCD4051BMVCCU4VEE7VCCVCCREF IN(+)9VCC_3P3U2BASM1117 3.3VCCINGND3OUT2VCC_3P3t10KR22200RPT100RT3R1510Kx11x02VCCR241110200RPT100x15x06x1013RT7x111491R23t6ENABCX0VCC16GNDC410μFC5103C6104t10KR25200RPT100RT4R1810Kx12x03VCCR27R26tx12x13x14200RPT100x16x07RT8x15x16x1715121524X1X2X3X4X5X6X7X3
t10KR28200R10Kx13R29t8GNDCD4051BM200Rx17VEE7
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ABC11109MCLK OUTABDIN14R610K4CSAD7705DOUT13
图3.1为多点温度检测系统的整体框图，主要由主机和从机两部分构成，主机和从机由RS-485总线连接，主机外接键盘，显示器，打印机和声光报警装置。
3.1.2从机系统框图
图3.2 从机系统框图
图3.2是从机系统框图，温度检测点将采集到的电压信号送到传感器，经放大后送入A/D转换芯片转化为数字量，然后送入单片机。
3.2 从机部分
3.2.1温度信号的获取与放大
(1) 电路的设计
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。所以通常将其放在电桥桥臂上，温度变化时，热电阻两端的电压信号被送到仪器放大器AD620的输入端，经过仪器放大器放大后的电压输出送给A/D转换芯片，从而把热电阻的阻值转换成数字量。电路原理图如图3.3所示。
对信号放大，我们使用了低价格、高精度的仪器放大器AD620，它运用方便，可以通过外接电阻方便的进行各种增益（1-1000）的调整。其增益计算公式为：
A?1?49.4k?R
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图3.3 热电阻测温电路原理图
（2）温度值计算过程：
由于A/D检测到的模拟电压值U?(后利用如下公式求出温度值：
RTR3?1?At?Bt
2RTRT?R1?R2R2?R3)?2?A,计算可到的RT值，然
其中A?3.096847?10?7，B??5.847?10?3[5]
实际测量中，为提高测量精度，我们分两挡进行测量，当温度处于0℃～210℃时，继电器J2所在桥臂电阻为R32，继电器J1选择AD620的反馈电阻R5，温度处于195℃～400℃时，控制继电器J2将电阻R31串接上，并相应控制继电器J1选择R6做为AD620的反馈电阻，在切换桥臂电阻时同步改变放大倍数，从而达到自动改变量程[6]，提高测量精度的目的。 （3） 所用器件的介绍
Pt100: Pt100的国际测温标准为：-40~+450℃，可选环境温度为：-40~70℃，精度为：±0.1℃，完全符合要求。且安装尺寸小，可直接安装在印刷电路板上，可焊SIP封装。
3.3模数转换单元
(1) 电路的设计
A/D转换的好与坏直接关系到整个系统的精确度，题目要求分辨率达到0.1，由于本系统测量的是温度信号，响应时间长，滞后大，不要求快速转换，因此选用12位串行AD——MAX186。MAX186是美国MAXIM公司设计的12位串行A/D转换器，其内部集成了大带宽跟踪/保持电路和串行接口，转换速率高且功耗低，特别适合对体积，功耗和精度有较高要求的便携式智能化仪器仪表产品。
MAX186具有12位的分辨力，其基准电压为4.096V，故最小分辨电压为
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