PT100鉑熱電阻溫度測量系統設計

本設計選用的是128×64點陣的OCMJ4×8C中文液晶圖形顯示模塊。C系列中文模塊可以顯示字母、數字符號、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能，與傳統的圖形點陣液晶顯示模塊相比，單片機硬件接口電路以及軟件編程比較簡單，內置2 Mb中文字型ROM(CGROM)總共提供8 192個中文字型，可節省大量單片機設計的ROM空間，可更多地顯示漢字字符的數量，更加發揮了液晶顯示技術在單片機系統中的應用。OCMJ4×8C模塊非常適用于顯示漢字信息量較大的智能儀器儀表系統及家用電器。可采用8位并列接口傳輸訊號及串行接口與串行傳輸資料2種資料傳輸方式。本設計系統采用的是并列傳輸方式。單片機控制與液晶顯示接口電路如圖5所示(J91和J11用于連接液晶顯示器)。

3 軟件設計及程序流程圖

軟件設計主要分為主程序、INT0外部中斷子程序、液晶顯示子程序。主程序完成對中斷的初始化、等待外部中斷的查詢結果、調用顯示子程序。INT0外部子程序完成對溫度測量數據的讀取。顯示子程序完成液晶顯示器的初始化及顯示溫度值。程序流程圖如圖6所示。

在單片機讀取A／D轉換后的BCD碼時，為了避免讀取不正確數值，在軟件編程時采用對數據多次采樣的方法，即在一定的時間內，連續讀取BCD碼，全部為一樣的數值時才作為正確的數值接收，否則視為不正確數值而被忽略，這樣可以有效地保障在顯示器上輸出的溫度值連續變化，而不發生干擾性的跳動。由于PT100鉑熱電阻的阻值隨溫度的變化為非線性的，所以在軟件編程時進行了線性擬合，阻值(R)與溫度(T)的關系式為T=2.469R+27.2，其中電阻R的單位是Ω；T的單位是K。

4 結 語

在溫度測量系統設計中，PT100鉑熱電阻被密封在金屬棒中，這樣使得本溫度測量系統不但可以檢測室內的氣體溫度，還可以檢測土壤、液體、種子等內的溫度，大大提高了溫度測量系統的適用范圍，且采用PT100鉑熱電阻為溫度采集元件，可有效地降低開發成本。而且在設計中所采用的MCl4433A／D轉換器，雖然轉換速度慢，但具有抗干擾性能好、轉換精度高，在不要求高速轉換的溫度控制系統中，則被廣泛采用。A／D轉換部分與單片機控制系統完全采用光耦進行隔離，在降低干擾信號對單片機控制系統的影響方面起到重要的作用。另外在設計中所采用的OCMJ4×8C液晶顯示器，其與單片機硬件連接相當簡單，無需其他外圍器件，即節省了元件又使設計簡單化。本溫度測量系統電路設計簡單方便、實用性好、電路工作穩定、可靠性高。