温度测量数显控制仪的设计实现
具有RS485通信功能的8路温度检测仪软件设计毕业设计
具有RS485通信功能的8路温度检测仪软件设计毕业设计摘要温度是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一，生产过程需要对温度进行检测和控制。
为了满足对温度采集和测量要求，实现对各个支路温度的检测，本系统就是采用了AT89S52为主控的8路温度检测的系统。
该系统可以实现多个点的温度检测和数值显示并且具有RS-485通信功能。
该系统包括的模块主要有温度的采集，单片机的控制，AD转换，温度值的显示，RS-485通信。
它主要使用的是热敏电阻Pt100温度传感器实现温度检测，并通过AD转换对采集到的数值进行转换，随后将温度显示在液晶屏上，并对温度设置上下阈值来实现温度报警功能。
论文首先简单介绍了该系统的基本原理及整体结构，接着分硬件、软件两部分对整个系统进行阐述，其中软件部分详细描述。
最后是系统的调试与分析，对系统的功能进行了验证。
关键词：AT89S52, RS-485，AD转换, PT100温度传感器ABSTRACTTemperature is one of the most common parameters in industrial production and automatic control of technological, there is the need of the detection and control in the productive process. In order to meet the requirement of temperature acquisition and measurement to detect eight-channel`s temperature, so we will design a simply temperature detection system which focus on the AT89S52.This system can detect the temperature, display the values of number with RS-485 communication function. This system includes the collection of temperature, the control of the single chip microcomputer, AD conversion, display the temperature value and RS-485 communication. It detect temperature and transfer the temperature which is mainly use a PT100 temperature sensor. Then display the temperature on the Liquid Crystal Display. And set up the top and the bottom temperature value. If the temperature doesn`t reach the range of the top and bottom ,the system will give an alarm.This paper first introduces the basic principle and the massive structure of the system. Then it is divided into two parts to the whole system hard ware and software are described, the software part will give a detail description. Finally there is a need to debug and analyze the system to testify the system.KEY WORDS：AT89S52, RS-485 communication, AD conversion,Pt100 temperature sensor目录前言 (1)第1章绪论 (3)1.1基本原理 (3)1.1.1传感器部分 (3)1.1.2 主控制部分 (4)1.1.3 AD转换模块 (4)1.1.3.1 ADC0809简介 (4)1.1.3.2 ADC0809原理 (5)1.1.4 485通信模块 (6)1.2系统方案 (6)1.2.1系统的整体结构 (6)1.2.2 软件介绍 (7)1.3 章节安排 (8)第2章硬件设计 (9)2.1 总体设计 (9)2.2 系统主要器件的介绍 (10)2.2.1 单片机AT89S52 (10)2.2.2 A/D转换芯片 (11)2.2.3 温度传感器 (12)2.2.4 显示LCD 1602 (12)2.2.5 MAX485芯片 (12)2.3 总体电路图 (13)第3章软件设计 (15)3.1 主程序的设计 (15)3.2 AD转换子程序设计 (17)3.3 LCD温度显示程序设计 (19)3.4 报警子程序设计 (22)3.5 按键设置程序设计 (22)3.6 RS-485通信模块程序设计 (24)第4章调试与仿真 (26)4.1 软件仿真 (26)4.1.1 建立程序文件 (26)4.1.2 加载目标代码文件 (29)4.1.3 进行调试与仿真 (29)4.2 硬件调试 (31)4.3 产生的问题与分析 (33)第5章结论与展望 (34)5.1 结论 (34)5.2 展望 (34)参考文献 (35)附录系统程序 (38)前言在人类的生产生活之中，温度扮演着极其重要的角色，温度对工业的发展有着及其重要的影响，因此传感器也有着飞速的发展，来适应这种对温度的检测要求。
电子温度计实验报告
电子温度计实验报告
篇一：电子温度计的设计与实现实验报告
实验六电子温度计的设计与实现
摘要：设计一个用铂电阻作为传感器的电子温度计，用非平衡电桥测量铂电阻的温度系数。并对温度计进行标定
关键词：电桥铂电阻电子温度计
一．引言
传感器在现实生活中的应用越来越广泛，常用的有力敏传感器、气敏传感器、温度传感器等。利用温度传感器和电阻配合，可将温度这一热学量转化为电学量，这样在实践应用中便于自控和遥测，为工业自动化创造了有利条件。本实验用非平衡电桥和铂电阻传感器构成测温电路，并用电表显示读书，从而实现对温度的测量。
八．结束语
操作过程中过于心急以及对操作程序步骤和实验仪器的不熟悉造成误差。了解到实验最需要的是耐心与仔细。
九．参考文献
[1]期刊：郭雷.仿真物理实验教学系统的设计与实现[J].中国科学技术大学学报，20XX,32(3)：373-380
[2]书籍：赵丽华等,编大学物理实验[m],浙江大学出版社20XX.3
①
②当电源e的输出电压一定时，非平衡电桥桥路的输出电压uout
五、实验内容
1.按图1连接电路，取R1=R2=2500V，R0=99.8欧，电源电压u=3V。2.标定测温范围下限。将数字温度计和铂电阻传感器放入冰水混合物中，在T=0℃时，调节电桥平衡，记录，和数值，由此确定铂电阻的数值。3.改变温度（不断加温），记录数字温度计的读书，用数字式万用电表测量，确定铂电阻的阻值与温度在20~70℃时之间的关系，共测量30个点，温度分布尽量均匀。用微安表的读数作为温度显示，要求零刻度线对应20℃，满刻度对应70℃，每隔5℃标定一刻度。
0.引言
单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制，智能仪器仪表，机电一体化产品，家用电器等各个领域。“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的技术基础课而普遍开设。学生在课程设计，毕业设计,科研项目中会广泛应用到单片机知识，而且，进入社会后也会广泛接触到单片机的工程项目。鉴于此，提高“单片机原理及应用”课的教学效果，让学生参与课程设计实习甚为重要。单片机应用技术涉及的内容十分广泛，如何使学生在有限的时间内掌握单片机应用的基本原理及方法，是一个很有价值的教学项目。为此，我们进行了“单片机的学习与应用”方面的课程设计，锻炼学生的动脑动手以及协作能力。
智能温度表设计原理
智能温度表是一种可以测量环境温度并提供智能化功能的设备。
其设计原理通常包括以下几个关键部分：
1. 温度传感器
智能温度表的核心部件是温度传感器，用于检测环境的温度。
常用的温度传感器包括热敏电阻（PTC、NTC）、热电偶和数字温度传感器等。
传感器将温度信号转换为电信号，并输出给控制系统进行处理。
2. 控制系统
智能温度表的控制系统通常由微处理器或微控制器组成，负责接收和处理来自温度传感器的信号。
控制系统根据预设的算法对温度数据进行处理，并可以实现各种功能，如温度显示、报警功能、数据存储和通信等。
3. 显示模块
智能温度表通常配备有显示模块，用于显示当前环境温度和其他相关信息。
显示模块可以采用液晶显示屏、LED显示等，以直观方式展示温度数据给用户。
4. 电源管理
智能温度表需要稳定的电源供应以正常工作。
电源管理部分通常包括电池或外部电源接口，以及相关的电源管理电路，确保设备的正常运
行和节能管理。
5. 智能功能
除了基本的温度检测和显示功能，智能温度表还可能具备一些智能化功能，如温度数据记录、远程监控、温度趋势分析、报警提示等。
这些功能通过控制系统的智能算法实现，提升了设备的实用性和便捷性。
综上所述，智能温度表的设计原理主要包括温度传感器、控制系统、显示模块、电源管理和智能功能等关键部分，通过这些组成部分的协同工作，实现了智能温度表的准确测量和智能化功能。
一种温控仪的设计
石棉及矿棉作为隔离 ， 使用云母、 玻璃胶等耐高低 温材 料 固定 内部连 接 ． 液氮 ： 制 冷剂 ， 使能 控制 温度 向低 温变 化． 保温瓶 ： 盛放 液氮 ， 密 闭性和保 温性必须很 好， 提供一 个 稳定 的且 恒温 的环境 ． 加热 陶瓷 片 ： 用于 加热样 品室温度 ， 通 过对 它 的 电流调 节 ， 控制样 品室温度 上 升级下 降速 率 ． 云母 薄 片 ： 与瓶 盖 和加 热 陶瓷片相 连 ， 不至 于 向外放出更多热量 ， 使温度误差减小 ， 并且可以固 定加热陶瓷片 ， 使加热 陶瓷并行称为 四方形的立 体空腔． 整机机械设计如图 １ 所示 ：
摘要： 设计 出了一 种高低温温度控制样 品室 ， 温度控制 范围 一１ ０ ０～ ２ ｏ ｏ ℃， 采用二极 管和铂 电阻作 为温
度测量 传感器件 ， 利用二极管 的 Ｐ Ｎ结 温度特性对液氮 液面进行标定 ， 利用铂 电阻对样品室温度进 行测 量 和控 制． 关 键 词： 二极 管 ； 铂 电阻 ； 温控仪
北 京 九州 三光 教育 科技 中心和 哈尔滨 工 业大 学生 产 的 Ｍ１ ２ ６ ０ ９ ６型 介 电测试 系统 、 厦 门宇 电 自动 化 科 技 有 限公 司生 产 的 Ａ Ｉ ８ ０ ８型 温 度 控 制 器 、 美 国
Ｔ Ｉ Ｐ ４ ２ Ｃ来控制的， 温度控制仪信号返回三极管基 级来 控 制 三 极 管加 热 、 蒸 发 电流 ， 使温度升高、 降 低保 持稳 定 ， 按仪 表程 序设 计 执行 ． 吉林 Nhomakorabea化
工
学
院
学
报
Ｐ Ｎ结压降突然增 加 ， 使对应发光二极管导通 ， 相 应液 面 Ｌ Ｅ Ｄ变 亮 ． 这 时通过这 四个 Ｌ Ｅ Ｄ 的 亮 灭
便携式温度测量控制仪的研究设计
便 携式温度测量控制仪的研究设计
韩
斌， 等
便 携 式 温 度 测 量控 制 仪 的研 究设 计
Ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｓｇｎ ｏ ｏｒ ｂｅ Ｔ ｍ ｐ ｒｔ ｒ ｅ ｓ ｒ ｇ ｅ ｅ ｒｈ ａ ｄ Ｄｅ ｉ ｆＰ ｔ ｌ ｅ ａ ｅ ａ ｕｅ Ｍ ａ ｕ ｉ ｎ
Ｏ 引言
本文主要介绍了一种突破传统意义的有线固定温度 测量控制仪 ， 采用了以 Ａ Ｍ ＿为核心的主处理器和以单 Ｒ ７】 片机为核心的从处理器相配合使用 ， 通过无线传 输连接 两者的便携式温度测量仪。它是一种远程控制、 精度高 、
存储能力强 、 人机界面友善 、 网络化的智能控制仪表。
中图分类号 ：Ｔ ２ ６ Ｐ １
文献 标志码 ：Ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｒｓ ａｃ ｆｔｅ ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｓｅ ｈ ｓｂ ｃ ｍｅ ａｔｐｃ ｏ ｅ ｅ ａ ｎｅ ｅｔ． Ａｎ ｅ ｅ ｄ ｅ ｎ ｔｕ ｎ ｉｈ ＡＲＭ ｓｒ ｃ ： ｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｅｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｏ ｏ ｉ ｆｇ ｎ ｒｌｉｔｒｓｓ ｏ ｍｂ ｄ ｄ ｉｓｒ ｍｅ ｔｗ ｔ ｍｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓｒａ ｈ ｏｅｉ ｅ ｉｎ ｄ．Ｉ ｉ ｎ ｔｕ ｎ ，ｔｅｔｃ ｎ ｌｇｅ ｆｌｑ ｄｃ ｙｔ ｒ ｐ ｉ ｉｐａ ｃｏ ｒｃ ｓｏ ｓｔｅ ｃ ｒ ｓｄ ｓｇ ｅ ｎｔ ｓｉｓｒ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓｏ ｕｉ ｒｓａ ｇ ａ ｈ ｃｄｓ ｌｙ，ｌｒ ｅｃ ｐ ｃｔ ｔ￣ ｅａ ｄ ｍａ ａ ｅ ｈ ｉ ｌ ａ ｇ ａ ａ ｉｙｓｏ ｎ ｎ ｇ —
ｍｅ ｔｏ ｆｒ ｔ ｎ， ａａｐ ｃ ｓｉｇｏ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｏ ｔ ｌ ｎ ｅｗ ｒ ｏ ｎ ｆｉ ｏｍａｉ ｎ ｏ ｄ ｔ ｒ ｅ ｓ ｆ ｏ ｎ ｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｄ ｃ ｎ ｒ ，ａ ｄ ｎ ｔ ｏｋ ｃ ｍｍｕ ｉａｉ ａ ｅａ ｏ ｔｄ ｈ Ｃ Ｏ —Ｉ ｒ ａ— ｍｅｏ ｅ ａ ｎ ａ ｏ ｎｃ ｔ ｎ， ｄ ｐｅ ．Ｔ ｅ￣ ／ Ｓ Ｉ ｅ ｔ ｐ ｒｔ ｇ ｏ ｒ ｌ ｉ ｉ
温度测量控制实验
温度测量控制实验一、实验目的：掌握温度传感器在测控系统中的实际应用，对温度闭环控制系统中的数据采集、参数调整、控制规律（曲线）、误差产生及不稳定状态进行验证。
二、实验原理：用所提供的K型热电偶、数据采集器、温度测量控制仪、PC计算机组成闭环温度控制系统，在一定温度X围内（<150℃）对热源进行连续的高精度温度控制。
三、所需单元：K型热电偶、数据采集器、温度测控仪、计算机四、实验步骤：1、仔细阅读SET-300测控系统软件运用说明（P76）及硬件说明（P83），并按说明在计算机上安装好软件。
2、如图（1）组成闭环温控系统。
3、将温控仪“加热方式”开关置“外”端，“冷却控制”开关置“外”端。
“加热手动”旋钮到底，并听到“喀”声。
4、打开“温控仪”、集据采集器“开关5、在计算机测控界面上，选择“温度测量控制“实验内容，并设定好相关控制值及调节规律PID三个参数，选择正确的A/D、DA、Do通道。
建议：温度设定值：70℃、采样周期：1s 、P= I= D=注意：P不能设为零。
6、点击“运行”按钮，注意数据采集器上的红色发光二极管。
是否闪烁，如有表示数据采集器与计算机通讯联系正常，否则需检查：通讯端口是否设置正确（1? 2?），计算机通讯口是否正常工作、软件是否安装正确。
7、注意观察测控界面右方的图形框，可以看到黄、红、绿三条曲线，黄线表示设定值、红线表示控制量输出曲线、绿线表示测量（过程量）输出曲线。
8、随着实验进行绿线将逐步靠近黄线，说明热源的温度值正逐步接近设定值，经过逼近超调逼近几个周期，温度值趋与稳定，注意观察稳定后偏差指示大小。
9、当温度到达设定值后，数据采集器“D03”端输出继电器导通信号，使“温控仪”中的冷却风扇启动，达到快速降温的目的，进而缩短实验时间。
10、改变温度设定值（下降或上升），观察控制曲线的输出状况及测量（过程量）的响应状态。
11、改变温度设定值，分别改变PID三个参数中的任一参数，观察控制曲线的输出状态及测量（过程量）的响应状态。
单回路智能数显控制仪的设计及现场应用
现 场 … 一 困
一圆
图 １
此仪表可 以适用于温度 、 压力 、 流量 、 液位 、 重量等工业过程参数 的测量与显示 ， 并且 可以选择对过程参数进行报警或位式控制 ， 还 可以选择将过程参数变送输 出给后级仪表 、 记录仪 、 计算 机或采集
系统 。 结束语
科技 论 坛
・ ４ ７・ ຫໍສະໝຸດ 单 回路智能数显控制仪 的设计及现场应用
付 伟 高 丽
（ 中国电子科技 集团公 司第四十 六研 究所 索思公 司， 天津 ３ ０ ０ １ ９ ２ ） 摘 要： 本文 以 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２单片机 为核 心 ， 配合模数转换和数模转挟 电路 ， 研制 出一种单 回路 智能数显仪表 ， 该仪表具 有测量精度 高、
北京航 空航天 大学 出版社， １ ９ ９ ６ ． 一 一 、 ． ［ ２ ］杨 宁， 胡学军弹 片机与控制技术［ Ｍ】 ． 北京 北京航 空航 天大学 出
版社， ２ ０ ０ ５ ．
ｆ ３ 】 王福瑞． 单片微机 测控 系统设计 大全［ Ｍ 匕 京： 北京航 空航天 大 学出版社， １ ９ ９ ８ ．
图ｌ 。 ２ 硬件电路组成 及原 理
单 回路智能数显控制仪的硬件 电路原理很简单 ， 它 由微型处理 芯片 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 、 １ ２位 Ａ Ｄ Ｃ转换模块 、 Ｌ Ｅ Ｄ显示模块 、报警模块 、 变 送输出模块 、 电源模块 以及 Ｒ Ｓ － ４ ８ ５ 通讯模块 ， 下面介绍几个重要 的 模块： ２ ． １ Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２单片机 采用 Ｃ ＨＭ Ｏ Ｓ工 艺 及 高 密 度 、非 易 失 存 储 技 术 制 造 ， 与 ８ ０ Ｃ ５ １ ／ Ｃ ５ ２引脚 和指令 系统完全兼容 ， 其 内部所含功能部 件如下 ： １ 个 ８位 Ｃ Ｐ Ｕ； １ 个片 内振荡器及 时钟 电路 ； ３个 １ ６位定时 ， 计数器 ； ２ １ 个特殊功能寄存 器 ； ４个 ８位并行 Ｉ ／ Ｏ口，共 ３ ２条可编程 Ｉ ／ Ｏ端 线； １ 个 可编程全双工 串行 口； ８个中断源 。Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 单 片机的性价 比高 于 ８ ０ Ｃ ５ Ｉ系列 的单 片机 。 ２ ． ２显示模块 显示方式采 用四位数字 Ｌ Ｅ Ｄ显示 （ Ｏ ． ５ ６ ” 超高亮 Ｌ Ｅ Ｄ ） ， 可 以显 示 当前 现场 过程值 ，也可 以显示仪 表现场调试值 ， ６ 个 ５ 发光二 极管对应指示 ３种状态 ； 故障状态 、 设置状态 、 正常运行状态下 的物
基于单片机的实用型温度控制仪设计
１ ，初值 由ＰＤ校正值 确定 ，用于控制 可控硅 的导通 时间 。 Ｉ 单片机 的Ｐ ．７脚 输 出控制 脉冲 。 １ Ｉ ４ （ ）Ｔ ２ Ｏ中断服务程序 Ｔ 中断服务 程序 是温度 控制 系统 的主体 程序 ，用 于 Ｏ 采样温度 值 、读入 采样数据 、数字滤波 、计算ＰＤ、输 出 Ｉ 控制量 。在 Ｔ 中断服务程序 中 ，单片机 把ＰＤ校 正值送入 Ｏ Ｉ Ｔ ０（ ＨＯ Ｆ ，使Ｐ ．置 为高 电平 “ ”状态 并且启 Ｌ Ｔ 为Ｆ Ｈ） １ ４ １ 动Ｔ 工作 ，同 时还要进 行温 度标度 转换 ，把本 次采 样 的 １ 温 度值 放入 显示 缓冲 区，调用 温度 显示程 序 ，等待Ｔ１ 中 断，并在 该 中断服务程 序 中使Ｐ ．复位成 低 电平 “ ”状 １ ４ ０ 态 ，以便 在Ｐ ．７脚 上形成一 个正控制 脉冲 ，控制加 在可 １ ｌ ４ 控 硅管 上 的过零 同步脉 冲个 数 ，达到对 温度 的调节 。流
双 向晶 闸管与 单片机 靠光 电耦 合过 零触 发双 向晶闸管 驱 动器 ＭＯ ０ １ 接 ，起到 电器隔 离的作用 ，可 以有效 防 Ｃ３ ６ 连
止干扰信 号 。
２ 、系 统软件设 计
软件 设计包 括 ：
①对 前 向通道 接 口电路 的编 写：ＡＤＣ 的读 写 、数字
滤 波 、标 度转换 ； ②后 向通 道接 口电路 的编写 ：控 制算 法和 脉 宽调制
一
、
引 言
温度 的测 量和控制 直接关 系到 生产安全 、生产效 率 、产 品质量 以及 能源 的消耗 。为在实 际工业环 境
中能够快 速实 时地对被 控对象 进行采 样 ，并对 所测温 场进行 精确 的控 制 ，设 计 了一种 电路结 构简单 、成
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电子电路实验3 综合设计总结报告题目：温度测量数显控制仪的设计实现班级：学号：：成绩：日期：一、摘要本次实验制作一个温度控制的数字显示控制仪器，主要分为温度采集、电阻/电压转换器、A/D转换器、控制电路和显示电路这五个模块。
温度采集部分用pt100铂电阻来实现，当温度变化时，铂电阻的阻值发生变化，铂电阻的每一个阻值都与温度一一对应，电阻/电压转换器将铂电阻的阻值转化成容易测量的电压值，在京A/D转化器将模拟电压值转换为数字电压值，最终由数码管显示。
当温度超过设定值之后，系统自动启动报警装置，蜂鸣器响起，发光二极管常亮，小风扇随之转动以达到降温效果。
本实验成果能够满足对温度测量精度要求较高的场所的需求，其测量围为-50℃~200℃，精度允许误差为±1℃，精度较高。
二、设计任务2.1 设计选题选题十五温度测量数显控制仪的设计实现2.2 设计任务要求设计一个可在一定温度围进行温度测量与控制的温度测量数显控制仪。
该仪器测量温度的围为-50～200℃，能够对温度值进行数字显示（可显示温度测量值和设定温度值两种），其测量误差为±1℃。
当超过某一设定温度上限值时（如30℃），能声光报警，并启动风扇。
三、方案设计与论证电路可由温度采集（传感器）、电阻/电压转换器、A/D转换器、控制电路和显示电路组成。
温度由pt100铂电阻采集，经过一个比例放大器将电阻值转换为电压值，为了增加带载能力同时又不改变电压值，在其后增加一个电压跟随器。
A/D转换器集成在芯片ICL7107中，输出的数字信号直接显示在数码管上。
控制电路用比较器与电压跟随器输出相连，当电压超过一定值之后控制电路工作。
系统方框图见图1。
图1 系统方框图此方案A/D转换器使用ICL7107，部设有参考电压、七段译码器、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零、参考源和时钟系统等功能。
满足本选题的技术指标要求，而且硬件电路结构简单，易于实现。
四、电路单元参数的选定和设计实现4.1温度采集温度采集电路采用pt100铂电阻，该电阻在不同的温度下显示不同的电阻值，有良好的一一对应关系，测量精确。
电阻与温度对照表如下。
温度℃-50 -25 0 25 50 75 100 125 150 175 200电阻80.3190.19100 109.73119.40128.98138.50147.94157.31166.61175.84表1 pt100电阻温度对照表4.2 电阻/电压转换电路电阻电压转换电路采用比例放大器图2 电阻/电压转换电路在输入端用一个锗二极管控制输入电压在0.3V左右。
由于比例放大器输入端电流基本为0，故流经R2的电流与二极管的电流基本上相等。
I=5V/R2，可知R2大约选取千欧级别，此处选用10k欧。
比例放大器对电压的放大关系式为：A=1+Rf/R1，为了使输出电压在可控围，令R1为33Ω。
当外界温度为-50℃时，铂电阻为80.31Ω，放大器的输出为Uo=(1+80.31/33)×0.3=1.03V；当外界温度为200℃时，铂电阻为175.84Ω，放大器的输出为Uo=(1+175.24/33)×0.3=1.90V。
在-50℃～200℃，输出电压在1.03～1.90V间。
在电阻/电压转换电路后，接一电压跟随器，提高带负载的能力。
4.3 A/D转换电路A/D转换电路的主要芯片为ICL7107，该芯片包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动发光二极管（LED）。
部设有参考电压、七段译码器、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零、参考源和时钟系统等功能。
将高性能、低功耗和低成本很好的结合在一起，它有低于10µV的自动校零功能，零漂小于1µV/℃，低于10pA的输入电流，极性转换误差小于一个字。
真正的差动输入和差动参考源广泛用于各种单片测量单元。
ICL7107及外围电路如下。
图3 ICL7及外围电路将测量转换后的电压输出接到ICL7107的IN+引脚，当温度为-50℃时，调整32引脚的电阻分压值，以改变IN-的电压值；当温度为200℃时，调整35引脚的电阻分压值，以改变V REF+的电压值。
;事实上，温度与IN+、IN-、V REF+之间有如下公式关系TVININREF=⨯-+-+1000其中，T为设定的温度，当温度为-50℃和200℃时，可列得方程组：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⨯-︒-=⨯-︒-+-++-+2001000)200(501000)50(REFREFVININVININ当温度为-50℃和200℃时，IN+可通过实验测得，代入上式解方程组即可知道IN-和V REF的值，调节分压电阻即可使上述两个电压值与理论相符。
4.4 显示电路显示电路采用四个七段共阳数码管，由于ICL7107部集成了七段译码器和显示驱动，所以这一部分只需将数码管直接与ICL7107相连即可。
4.5 控制电路电路图如下。
图4 控制电路控制电路是在电压跟随器后面加一个电压比较器，电压比较器的原理是进入的电压信号若比设定的高，则门路反转，输出的电压为输入电压的负值。
电压比较器后面接控制电路的工作部分，采用价格经济的PNP三极管驱动，当三极管基极电压转为负值，在集电极和发射极之间，三极管就可以正常工作，发光二极管、蜂鸣器和风扇就可以正常工作。
五、装调测试过程5.1 测试仪器直流电源5.2 常温下pt100的电阻值测量常温下铂电阻阻值为110.2Ω，查表可知当时的室温为26℃。
5.3温度采集及电阻/电压转换器的测试二极管的正极电压为0.283V为了验证前两个模块的准确性，调试过程中测试了四组数据，分别问-50℃、0℃、26℃（测量的室温）和200℃时电压跟随器前与电压跟随器之后的电压值，列表如下：表2 测量数据测量结果为输出在0.990~1.7887之间，与理论值1.03~1.90相差不大，可继续进行实验。
5.4 A/D 转换器与显示模块的测试根据5.3测得的数据可列得方程组：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⨯--=⨯-+-+-2001000787.1501000V 990.0REFREF V IN IN解方程组可求得IN-=1.15V ，V REF =3.19V 。
为了调节方便，将R3和R5换为20K （记为RP4）和10K （记为RP5）电位器。
将RP1和RP2靠近芯片的一段阻值设置为200Ω，则远离芯片的一端阻值调为300Ω。
根据分压原理有：2.08.619.35.08.652.03.415.15.03.4554+=+++=++RP RP解得RP4=14.77K Ω，RP5=3.67K Ω。
按照求得的值调节电路电位器RP4和RP5，使得IN-和V REF 与方程组求得的值相等。
用-50℃和200℃时的电阻值测试，如果A/D 转换显示出的结果与理论不符，则在此基础上微调RP1和RP2，一直达到没有温度误差，并用0℃时的电阻值验证使之准确无误。
由于实验不是一次性完成，电路板与电源多次连接所测得的电压值不一定一致，本次实验再次测时由于IN+（-50℃）和IN+（200℃）的电压值改变，导致计算结果有所变动，用以上方法再次计算，最后得到的结果为IN+（-50℃）=1.082V ，IN+（200℃）=1.810V ，IN-=1.228V ，V REF =2.912V ，此时的RP4和RP5接入电路的阻值分别为13.52K 和4.72K ，将此值应用于电路中，验证显示无误。
5.5 控制电路的测量将开关打到2档，使控制电路与A/D转换模块相连，调节RP3使得数码管显示温度为40℃，即报警温度为40℃，再将开关打到1档，给铂电阻升温，数码管显示的温度一直上升，当显示为40℃时，发光二极管亮起，蜂鸣器报警，风扇开始转动进行降温。
测得各引脚电压如下。
当温度达到报警温度是，运放8引脚的电压值与运放7引脚的电压值互为相反数，这说明反相器工作，将输入电压反转，提供给三极管工作的电压。
六、实验注意事项及主要可能故障分析6.1对作品的评估及存在问题本作品经测试，精度达到题目要求，有良好的测温功能及超温报警功能，可应用于家庭、冷库等地方，小巧便捷。
唯一不足的是没有加入220V民用电源转换成5V直流电的部分，实验中使用的稳压电源来进行的测试。
6.2实验中遇到的问题及解决办法在本次实验中我遇到了许多问题，尤其是在A/D转换与数码管显示部分的调试花费了许多时间。
1.没有经过计算就直接调电位器RP1和RP2，在实验中的效果是数码管数字变化围不大。
经过计算之后发现RP1和RP2 对改变分压值作用不是很大，于是利用公式计算出大体电阻值，将R3和R5变为电位器，方便调试。
2.在理解温度与电压关系的公式上遇到了问题。
一开始并没有真正理解电路及原理，没有弄清到底有多少个未知数。
在经过老师的讲解之后就能够理解并熟练应用了。
3.模拟pt100的电位器是旧的，可能是因为拧的次数多了，阻值锁定效果失灵，导致第一次将电阻调制24Ω，在不动的情况下再次测量阻值会自己跳变成30Ω左右，导致每次测试数码管显示都无法校准。
一开始没有想到是电位器的原因所以耽误了两天的时间调AD，查到这个原因之后换了一个新的电位器则解决了这一问题。
4.在用电位器模拟PT100的时候，不同的温度需要改变成不同的阻值。
一开始为了节省时间与方便，在连接电的情况下直接设定的电位器，多次测试未果，反复从现象找到了原因，发现阻值与不连电的时候会有10Ω左右的电阻差，再次测量的时候断电，电阻值变的精确，AD转换器调好。
6.3 心得体会本次实验做的还算顺利，A/D转换模块花费了最久的时间，不过在出现问题解决问题的过程中自己学到了很多，可以独立排查，知道了什么样的问题该怎样排查，怎样解决，这是之前所不能的。
除了这一部分其他模块都很顺利，包括电路的焊接与数据测试都没有差错。
这次试验巩固了模拟电子线路知识，增强了自行查资料识芯片的技能，收获良多。
七、参考文献[1] 红模拟电子技术基础（第3版）工程大学 2013年1月版[2] 电压比较器基本介绍及经典电路电子发烧友www.elecfans./soft/58/62/2013/325.html[3] ICL7107中文资料电子发烧友 .elecfans./soft/78/223/2012/453.html附录1 系统电路图附录2 元器件清单附录3实物照片。