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基于AT89C51控制的001数显温度计的设计

发布时间:2020-07-21 17:27:25 阅读: 来源:铝天花厂家

温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域,尤其在热学实验(如:物体的比热容、汽化热、热功当量、压强温度系数等教学实验)中,有特别重要的意义。现在所使用的温度计通常都是精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精温度计。这些温度计的刻度间隔通常都很密,不容易准确分辨,读数因难,而且它们的热容量还比较大,达到热平衡所需的时间较长,因此很难读准,并且使用非常不方便。而利用晶体三极管3DG6C的基极与集电极之间正向电压降Ubc随温度T呈线性变化的关系作为温度传感器,以OP07构成放大器,以

因为温度计对精度要求高,对速度要求低,故用定时器中断来作调度器内核,主要任务是计算什么时刻要运行什么任务,然后调用相应的任务函数,如图6所示。

扫描键盘函数在调度器的调度下每20ms执行一次,利用此20ms的时间间隔正好用延时消除抖动来消除键盘抖动。键盘设计成行列矩阵式,功能有:设定时间、设定测量时间间隔、切换时钟状态和温度计状态、开始和结束温度测量、查询以前测量的温度数据。其流程如图7所示。显示刷新函数在调度器的调度下每 4ms执行一次,显示刷新函数用于动态显示七段LED显示管。读取数据函数在调度器的调度下每1S执行一次,运行此函数时,单片机从ICL7135中读取一次数据。程序流程如图8所示。

时间刷新函数在调度器的调度下每1s执行一次,进行计时。

3 温度计定标与数据测试

温度计定标时用数字电压表测量ICL7135第2、3两脚之间的电压值(基准电压),调节R5,使其在2V左右;将传感器Q1放入冰水混合物中,经过充分搅拌达到热平衡后调节R6,使显示读数为0.00(标定0℃);利用气压计读出当时当地的大气压强,并根据大气压强,当地重力加速度计算出当时的实际压强;根据沸点与压强的关系查出沸点温度.把传感器放入沸水中,待显示读数稳定后仔细调节R5,使显示器显示读数等于当地当时的沸点温度后定标工作结束[1]。本温度计的量程为-50~150℃,读数精度为0.01℃,考虑到实际使用一般在0℃~100℃。我们用0℃~50℃和50℃~100℃的精密水银温度计作捡验标准,测量结果见表1。其中T水银为水银温度计的测量值,最后一位是估计值,T数字为数字温度计测量值,最后一位是显示值。由测试结果可知,所设计的温度计能达到要求

4 结束语

本数显温度计具有读数方便,精度高的特点。引入单片机AT89C51控制后,可以通过不同的软件设计以完成不同的使用要求。系统设计时保留引脚 P3.2,如在该引脚外接一扬声器,可通过软件编程实现温度超限报警,作为温度报警器用。通过保留的串口,可以实现与PC机的通讯,增加串口通讯程序模块就可用作多点温度检测系统的下位机。

参 考 文 献

[1] 潘学军.0.01℃的数显温度计[J].物理实验.2003(5):22~25

[2] 谈文心,钱聪,宋云购.模拟集成电路原理及应用[M].西安:西安交通大学出版社,1995.16~39.

[3] 何立民. MCS-51单片机应用系统设计[M]. 北京:北京航空航天大学出版社 1995.9

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