论文总字数：36644字

摘 要

本论文给出了基于K型热电偶的温度测量显示系统设计。温度在生产生活过程中是一个重要的物理量，而热电偶也是最常用的温度传感器之一，具有以下几个特点：测量范围广、性能稳定、构造简单、动态响应好。还能够长距离传输4-20mA电信号，达到方便快捷地控制。但由于热电偶的热电动势和温度不是成线性关系，且随着各行各业的不断发展，对温度的准确测量要求越来越高，增加了处理和显示的难度。因为热电偶的热电动势与温度不是成线性关系，所以必须对热电偶进行线性化处理以保持测量的准确性。该系统通过K型热电偶采样，MAX6675进行模数转换和信号放大，并在单片机内处理，最后通过数码管显示相应温度数据。

关键词： K型热电偶；模数转换；单片机；数码管；测温

ABSTRACT

This paper gives a display based on the K-type thermocouple temperature measurement system design. The temperature in the production process of life is an important physical, and one of the most common thermocouple temperature sensors, she has the following characteristics: wide measuring range, stable performance, simple structure, good dynamic response. More able to distance transmission 4-20mA signals, to quickly and easily control. However, due to thermal emf thermocouple and temperature is not a linear relationship, and with the development of all walks of life, an accurate measurement of the temperature of the increasingly high demand, increasing the difficulty of processing and display. Because thermocouple thermal emf and the temperature is not a linear relationship, it is necessary for thermocouple linearization to maintain the accuracy of the measurement. The system through the K-type thermocouple sampling, MAX6675 analog to digital conversion and signal amplification and processing in the microcontroller, and finally display the corresponding temperature data through digital.

Keywords: K-type thermocouple; ADC; SCM; digital pipe;Temperature

目录

摘要 1

ABSTRACT 1

目录 1

第一章 引 言 1

1.1课题的提出 1

1.2课题研究的现状和发展历史及意义 1

1.3设计思路和方法 1

1.4论文的整体内容和分布 2

第二章 系统整体设计 3

2.1总体方案设计 3

2.2系统组成 3

2.3方案论证与比较 3

2.3.1电源模块的方案论证与比较 3

2.3.2 显示模块的方案论证与比较 4

2.3.3单片机控制模块的方案论证与比较 4

第三章 硬件电路设计 5

3.1 单片机模块 5

3.2 K型热电偶测温模块 8

3.2.1热电偶测温原理 8

3.2.2热电偶测温的优点 8

3.2.3 热电偶的种类： 8

3.3 MAX6675模数转换模块 9

3.3.1 引脚排列及内部结构： 9

3.3.2 MXA6675工作原理及功能特点: 10

3.3.3 MAX6675与89C52的接口实现： 10

3.3.4 MAX6675芯片注意事项 11

3.4 数码管显示模块 11

第四章 软件设计 13

4.1软件开发平台介绍 13

4.2主程序流程图 13

4.3定时器0中断程序 14

4.4显示子程序 15

4.5 MAX6675驱动子程序 16

第五章 制作与调试 18

5.1 制作流程 18

5.2 硬件和软件的调试 18

5.3 调试结果 19

致谢 20

参考文献 21

附录一 原理图 22

附录二 程序 23

附录三 实物图 39

第一章 引 言

1.1课题的提出

温度对于每个人都不陌生，是生产生活中一个重要的参数,对它的测量与控制是十分必要的。随着人们对生产生活要求的提高，对温度的要求变的更加苛刻。如外界温度和房间温度如何保持在人们的温度;在许多工业生产线上,环境温度也会严重影响产品的质量。

1.2课题研究的现状和发展历史及意义

热电偶传感器相对于热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器这三种传感器有自己的优缺点^[1]。热电偶温度传感器所用材料的粗细不会影响它的灵敏度，粗细都可以做出合格的温度传感器。所用的金属材料同时也具有很好的延展性，所以它的响应速度很快，能够测量变化较快的温度。测量范围很广，一般在-200℃到1300℃之间。最主要是结构简单，安装维修比较方便，而且使用寿命也很长。但是它也有自己的不足之处，灵敏度相对较低，很容易受到外界因素的干扰，前置放大器温度漂移对其影响也很大，所以测量较小变化的温度不适合选用K型热电偶^[2]。

由于我国在此产业发展较晚，基础知识非常薄弱，在这一领域正处于认知阶段，与国际上发达国家相比还存在很大的差距。

随着技术和工艺的多元化，未来各个行业的发展与竞争也将非常激烈。根据目前人们对温度传感器的认识和技术水平，在未来还有很大的发展空间，主要以结构简单；安全可靠；测量速度快；精度高；范围广；受干扰小；开发智能测温系统等为主 。

1.3设计思路和方法

本设计的主要以STC89C52单片机为控制处理器，以K型热电偶为传感器，使用MAX6675和四位数码管构成数字测温系统。先由K型热电偶采集温度，经过MAX6675模数转换和信号放大传送到STC89C52单片机进行处理，最后通过数码管显示出所测温度来完成设计任务。

K型热电偶

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