一種高精度測(cè)溫裝置的設(shè)計(jì)
2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
軟件是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂,它是系統(tǒng)算法和功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,整個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)是在程序控制下進(jìn)行工作的,本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中我們選擇以單片機(jī)C51語言為主,以匯編語言為輔,采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,將該部分設(shè)計(jì)劃分為相應(yīng)的程序模塊,增強(qiáng)了程序的可移植性。整個(gè)軟件系統(tǒng)主要有單片機(jī)主程序、鍵盤控制子程序、開機(jī)自檢子程序、溫度檢測(cè)及顯示子程序、中斷子程序等。單片機(jī)主程序流程圖如圖3所示。
系統(tǒng)上電后單片機(jī)首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化,之后程序執(zhí)行相應(yīng)的自檢子程序,檢測(cè)測(cè)溫系統(tǒng)是否有故障。系統(tǒng)默認(rèn)進(jìn)入的單機(jī)工作模式,在單機(jī)工作模式下,可以根據(jù)功能按鍵選擇不同的功能,通過系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的功能按鍵處理子程序來完成應(yīng)的功能,并在LED數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的溫度信息,具有非常好的人性化特點(diǎn);在無線工作模式下,此時(shí)系統(tǒng)作為一個(gè)下位機(jī),可以和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行無線通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸,利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理功能,把下位機(jī)傳送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。
3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過對(duì)普通熱水器加熱中的水溫進(jìn)行測(cè)量取得,測(cè)量中采用實(shí)驗(yàn)用高精密數(shù)字測(cè)溫儀的示值溫度作為被測(cè)物體溫度檢測(cè)點(diǎn)的溫度真實(shí)值,本測(cè)溫裝置測(cè)得的溫度信息經(jīng)過電路的轉(zhuǎn)換及單片機(jī)的處理后,測(cè)得的溫度信息在LED數(shù)碼管上的顯示值如表l所示。從表中的數(shù)據(jù)可以看出,本系統(tǒng)LED顯示值和真實(shí)值很接近;試驗(yàn)過程中,由于測(cè)量環(huán)境及其它因素的影響,使得系統(tǒng)的測(cè)量值在真實(shí)值上下波動(dòng),但溫度的實(shí)際相對(duì)誤差始終保持在1%以內(nèi),從而證明了本測(cè)溫裝置完全能夠滿足實(shí)際的測(cè)量要求。
4 結(jié)論
文中以單片機(jī)為測(cè)溫裝置的控制及數(shù)據(jù)處理核心,設(shè)計(jì)了基于鉑熱電阻的高精度測(cè)溫裝置,具有兩種工作模式;采用兩個(gè)完全相同的毫安級(jí)恒流源分別給熱電阻和參考電阻供電,利用高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS1110完成溫度信息的采集及A/D轉(zhuǎn)換,從提高了裝置的測(cè)量精度;通過單片機(jī)的軟件編程完成線性化算法及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理運(yùn)算,并結(jié)合功能按鍵來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不同功能。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果表明,此測(cè)溫裝置具有較高的測(cè)量精度,具有非常廣泛的實(shí)際用途。
評(píng)論