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课程设计 基于SOC的一体化智能温度变送器模块(共40页,13973字)
摘 要
本设计是一种带有就地指示功能，基于SOC的两线制一体化智能温度变送器模块。它以C8051F350单片机为控制核心，支持工业上常用的热电阻与热电偶传感器。测量信号经单片机内部的24位A/D转换模块进行模数转换，经过运算处理后，转换为实际温度，再经过单片机制作PWM式的高精度D/A转换器输出。同时，本设计有兼容的RS-232通讯接口模块，可与上位机软件通讯来完成设定等功能。在设计过程中使用了数字校准和数字滤波等技术，使其达到了高精度、高可靠性、低功耗、低成本的设计要求。
关键词 SOC；温度变送器；高精度；低功耗
THE INTEGRATION OF INTELLIGENT TEMPERATURE TRANSMITTER MODULE BASED ON SOC
ABSTRACT
This design is a kind of intelligent temperature transmitter module in the way of two-line system integration based on the SOC scene instructions function. The design uses the C8051F350 MCU as its microcontroller core and supports common heat resistance and thermocouple sensors in the industry. The signal being measured is converted by the MCU’s internal 24-bit A/D conversion module. After computing and processing, it is transformed to the actual temperature and then is output by the high precision PWM-D/A converter in the MCU. Furthermore, a communication module which is compatible with the RS-232 interface is developed, assuring the design to complete functions such as setup by communicating with PC. Digital calibration and digital filtering techniques are applied during the development to achieve the design requirements of high precision, high reliability, low power consumption and low cost.
KEY WORDS SOC; temperature transmitter; high-precision; low-power
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
前言 1
1 系统设计 2
1.1 设计要求 2
1.2 设计内容 2
1.3 设计方案选择 2
1.3.1 电源模块方案 3
1.3.2 CPU模块方案 3
1.3.3 采样电路模块方案 4
1.3.4 A/D模块方案 5
1.3.5 D/A模块方案 6
1.3.6 通讯模块方案 6
1.3.7 辅助显示方案 7
2 硬件设计 8
2.1 系统总体框图 8
2.2 电源模块的设计 8
2.3 A/D采样电路的设计 9
2.3.1 热电阻电路转换 9
2.3.2 热电阻R和 的校准 10
2.3.3 热电偶电路 11
2.3.4 A/D转换电路调试 11
2.4 D/A转换及输出电路的设计 12
2.4.1 用PWM实现 D/A转换器的理论分析 12
2.4.2 D/A转换电路 13
2.4.3 D/A转换电路调试 15
2.4.4 输出电路 15
2.5 SOC各功能模块 16
2.6 通讯电路的设计 17
2.7 辅助显示的设计 18
2.8 C2口的设计 18
3 软件设计 19
3.1 主函数 19
3.2 A/D转换函数 21
3.3 PWM中断函数的设计 22
3.4 串口中断函数的设计 22
3.5 非易失性数据存储 24
4 测试与分析 25
5 总结 26
参考文献 27
附录1 原理图 28
附录2 R和 的校准程序 28
附录2 R和 的校准程序 29
附录3 A/D转换调试程序 30
附录4 温度迭代求解函数 32
附录5 材料清单 33
附录6 实物图 35
致谢 36