温度测量控制系统
寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存
器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为 FEH（写）和FFH（读）。
5.DS1302与单片机的连接
DS1302与CPU的连接需要三条线，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。这三条线分别接到CPU的I/O线上。
第七节 单片机控制电路
本设计是采用AT89S51单片机作为主控电路，其中P1口为A/D转换器和DS1302时钟芯片的通信端口，P3.0,P3.1,P3.2为按键控制，P0口接数码管的段码，P2口接数码管的片选端，用于对数码管进行片选。如图2-9所示。
VCCCLOCKD1D0/CS12345SCLK6I/O7RST89VCC10uFP1.0/TP1.1/TP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7VccP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.040RP1393837363534333231302928272662552442332222111234567816a15b14c13d12e11f10g9dpVCCAT89S5XRST/VPDP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL2XTAL1GndAT89S51C13S10.1KR15R20P3.010P3.111P3.2121314151617181920C310212MY2C12104
图2-9 单片机控制电路
第八节 按键和显示电路
1. 按键电路
本设计共设计3个按键，用来设置和修改时间。设置键，接单片机的P3.2脚用于申请中断，以执行键盘中断修改设置时间；加键，用于修改时间使时间按
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传感器与检测技术课设
增形式调整；减键，用于修改时间使时间按减形式调整。其电路图如下图2-10所示。
VCCR12R13R1410K10K10KP3.0P3.1P3.2KEY1KEY2KEY3图表 6
图2-10 按键电路
2. 显示电路
本设计采用6个LED共阳极数码通过三极管驱动来进行时间温度数据的显示。其中数码管的段码位分别接单片机的P0口，公共端通过三极管接到单片机P2.0～P2.5端对数码管进行位选。其电路图如下图2-11所示。
123456VCC数码管片选端R1Q1R2Q2R3Q3R4Q4R5Q5R6Q699999abcdefgdp12345678abcdegdpVCCafegdbcdpabcdefgdp12345678abcdegdpVCCafegdbcdpabcdefgdp12345678abcdegdpVCCafegdbcdpabcde123456fg7dp8abcdegdpVCCafegdbcdpabcdefgdp12345678abcdegdpVCCafegdbcdpabcde123456fg7dp8abcdegdp9VCCafegdbcdpLED1LED2LED3LED4LED5LED6数码管码段端
图2-11 数码管显示电路
第三章 软件设计
第一节 系统软件设计说明
进行微机测量控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个测量对象的实际需要设计应用程序。因此，软件设计在微机测量控制系统设计中占重要地位。对于本系统，软件设计更为重要。
在单片机测量控制系统中，大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处理包括：数据的采集、数字滤波、标度变换等。过程控制程序主要是使单片机按一定的方法进行计算，然后再输出，以便达到测量控制目的。
软件设计主要是对温度进行采集、显示,通过按键操作，进行时间的设置与修改。因此，整个软件可分为温度采集子程序、时钟读取程序、按键子程序、显示子程序、及系统主程序。
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温度测量控制系统
第二节 软件的有关算法
1、最小二乘理论获取温度―电阻公式
根据误差理论，我们要获得较高精度的温度测量值，办法一般有2个，要么采用查表法，要么建立高精度的数学模型。如果用查表法，主要有2个问题，如果要提高测量精度，则需要建立大量的表格，而且得提前做大量得试验来进行多点校正，还有一个问题是程序的通用性差，这台仪器上校正好得数据可能在另一台上不合适。而采用已知的分度表，建立数学模型，然后通过工程量（标度）变换，通过测量A/D转换的结果后计算得到。这里我们考虑第2种方法的优点，首先采用分段的方法，将测量范围分段，然后查出该段的数学模型的各个系数，然后计算出温度值，这里，由于时间的关系，我们对整个测量范围分了3段，分别为0－49℃、50－70℃、71－100℃，利用分度表进行离线的数学拟合，得到各段的数学模型系数。同时，可通过再将标度值代入可粗略估计在各个测量段内的最大误差值。
我们通过最小二乘法进行线性拟合，得到如下的数学模型为：
T1=2.5772R-257.7708 0-49℃ T2=2.6366R-267.01 50－70℃ T3=2.7206R-281.90 71－100℃
上述3个数学模型中，最大的理论误差值都小于0.1℃，能够满足精度要求，实际上如果有足够的时间，我们完全可以分得再细一些，这样理论的误差将会变得更小。
2. 标度变换公式的获取
根据上述的线性拟合结果：T=A·R-B，这里的A、B是上述不同温度段的系数，而R值由于在输出为0V时，实际上有个对应于100欧姆的偏置电路，因此根据R-R0=U/I，而I=2.500V/1.500K，而AD/U/G=4096/4.900V，这里的AD值为A/D转换得结果G为放大器的增益，本设计中的二级放大器放大的倍数为80倍。将上述条件代入得：
T=A·(4.9·AD/4096/G/I+100)-B
第三节 软件的流程图
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传感器与检测技术课设
开始 系统初始化 DS1302时钟信号采集 PT100温度数据采集 处理读到的数据 结束
图3-1 系统总流程图
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温度测量控制系统
开始 初始化 按键扫描 N Key1=0 ? Y N Key2=0 ? Y 调用加键调时 Key3=0 ? Y 调用显示程序 调用减键调时 N 调用显示程序 返回主程序
图3-2 按键流程图
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