电控学院综合实验课程设计题目：温度检测报警仪院（系）：电气与控制工程学院专业班级：姓名：学号：指导教师：2014年7月9日1.项目背景意义在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制。
像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。
比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。
没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。
因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。
可见，温度的测量是非常重要的。
2.方案分析温度测量报警仪工作原理：利用PT100、OP07和STC89C52RC实现的温度测量报警仪工作原理是：在PT100为0℃时，通过调整热电阻温度测量电桥参数，使电桥达到平衡，输出电压为零。
当PT100所处环境温度变化时，PT100的电阻值发生变化（在一定温度范围内，PT100电阻值与温度成近似线性关系）电桥平衡被打破，电桥输出一定的电压值，且与温度成近似线性关系。
此电压通过OP07运放的放大作用后输出。
当输出电压达到设定的上下限电压时，即温度达到设定的上下限温度时，电路开始驱动蜂鸣器工作即完成报警。
同时将此电压作为AD转换的输入，经过AD转换后在数码管显示出来，并经过相应程序使温度数值和工作状态在1602液晶显示器上显示出来。
这样就完成了温度显示、报警功能。
② A①图1 EWB软件仿真测量电路如上图，温度每上升1℃，PT100的电阻值约上升0.4欧姆，热电阻温度测量电桥①，②两点的电压差值约上升1.6mv经过后接的OP07构成的差分运算放大电路的放大作用，A点电压约上升20mv。
将A点的电压接到AD转换器的AIN1口，经过AD转换将PT100所处环境温度的大小在数码管上显示出来。
3.硬件设计3.1硬件原理框图介绍3.1.1硬件原理框图示波器模拟热敏电阻PT100图2硬件原理框图3.1.2 OP07运放特性3.1.2.1 简介OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性（双电源供电）运算放大器集成电路。
由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
3.1.2.2特点超低偏移： 150μV最大低输入偏置电流： 1.8nA低失调电压漂移： 0.5μV/℃超稳定，时间： 2μV/month最大高电源电压范围：±3V至±22V3.1.2.3 OP07芯片引脚功能说明图3 OP07运放引脚功能图1、和8为偏置平衡(调零端)2、为反向输入端3、为正向输入端4、接地5、空脚6、为输出7、接电源+ ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 最大额定值3.1.3 PT100特性3.1.3.1 简介PT100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。
主要用于工业过程温度参数的测量和控制。
带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。
传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。
3.1.3.2分度表温度℃0 1 2 3 4 5 6 7 8 9电阻值（Ω）-90 -80 -70 -60 -50 64.3068.3372.3376.3380.3163.9067.9271.9375.9379.9163.4967.5271.5375.5379.5163.0967.1271.1375.1379.1162.6866.7270.7374.7378.7262.2866.3170.3374.3378.3261.8865.9169.9373.9377.9261.4765.5169.5373.5377.5261.0765.1169.1373.1377.1260.6664.7068.7372.7376.73-40 -30 -20 -10 0 84.2788.2292.1696.09100.0083.8787.8391.7795.6999.6183.4887.4391.3795.3099.2283.0887.0490.9894.9198.8382.6986.6490.5994.5298.4482.2986.2590.1994.1298.0481.8985.8589.8093.7397.6581.5085.4689.4093.3497.2681.1085.0689.0192.9596.8780.7084.6788.6292.5596.480 10 20 100.00103.90107.79100.39104.29108.18100.78104.68108.57101.17105.07108.96101.56105.46109.35101.95105.85109.73102.34106.24110.12102.73106.63110.51103.12107.02110.90103.51107.40111.2930 40 111.67115.54112.06115.93112.45116.31112.83116.70113.22117.08113.61117.47114.00117.86114.38118.24114.77118.63115.15119.0150 60 70 80 90 119.40123.24127.08130.90134.71119.78123.63127.46131.28135.09120.17124.01127.84131.66135.47120.55124.39128.22132.04135.85120.94124.78128.61132.42136.23121.32125.16128.99132.80136.61121.71125.54129.37133.18136.99122.09125.93129.75133.57137.37122.47126.31130.13133.95137.75122.86126.69130.52134.33138.13100 110 120 130 140 138.51142.29146.07149.83153.58138.88142.67146.44150.21153.96139.26143.05146.82150.58154.33139.64143.43147.20150.96154.71140.02143.80147.57151.33155.08140.40144.18147.95151.71155.46140.78144.56148.33152.08155.83141.16144.94148.70152.46156.20141.54145.31149.08152.83156.58141.91145.69149.46153.21156.95150 160 170 180 190 157.33161.05164.77168.48172.17157.70161.43165.14168.85172.54158.07161.80165.51169.22172.91158.45162.17165.89169.59173.28158.82162.54166.26169.96173.65159.19162.91166.63170.33174.02159.56163.29167.00170.70174.38159.94163.66167.37171.07174.75160.31164.03167.74171.43175.12160.68164.40168.11171.80175.493.1.3.3 测量方法测量铂热电阻的阻值大致有二种方法即①恒压法和②恒流法。
①恒压法就是加在铂热电阻两端电压保持恒定，测量电流变化的方法。
若有恒压源（标准电池），恒压法的电路就非常简单，另外，组成桥就可进行温漂补偿，因此，这种方法被广泛使用。
但电流与铂热电阻的阻值变化成反比，用于很宽的温测范围，进行线性时要特别注意。
②恒流法就是流经铂热电阻的电流保持恒定，测量其两端电压的方法。
对于恒流法，电流与铂热电阻的阻值变化成正比，因此，线性化简便，但要获得准确的恒流源时电路比较复杂。
图是2线式的铂热电阻接线图，它是一种检测温度的电路。
这种接法属于恒压法，但实际选用的R1阻值比RT高很多，因此RT阻值变化引起的测量电流变化不大，获得近似恒流的线性输出。
3.2转换电路设计3.2.1 STC89C52RC芯片特性3.2.1.1简介STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。
另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
3.2.1.2特性图4 STC89C52RC引脚功能图① STC89C52RC单片机:② 8K字节程序存储空间；③ 512字节数据存储空间；④内带2K字节EEPROM存储空间;⑤可直接使用串口下载；⑥ AT89S52单片机:⑦ 8K字节程序存储空间；⑧ 256字节数据存储空间；⑨自带2KB的EEPROM存储空间;3.参数1. 增强型8051单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）3.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz4. 用户应用程序空间为8K字节5. 片上集成512 字节RAM6. 通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。