單片機(jī)課程設(shè)計(jì)熱敏電阻溫度計(jì)

1、 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)課題名稱 熱敏電阻溫度計(jì)姓 名學(xué) 號(hào) 專 業(yè)指導(dǎo)教師機(jī)電與控制工程學(xué)院 年 月 日任務(wù)書(shū)課程題目 熱敏電阻溫度計(jì)熱敏電阻是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型半導(dǎo)體感溫元件，由于它具有靈敏度高，體積小，重量輕，熱慣性小，壽命長(zhǎng)，以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用非常廣泛。熱敏電阻具有負(fù)的溫度特性，當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值減小。熱敏電阻的阻值溫度特性曲線是一條指數(shù)曲線，非線性度較大，因此在使用時(shí)要進(jìn)行線性化處理。設(shè)計(jì)目的  1          通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)

2、思想，培養(yǎng)綜合運(yùn)用專業(yè)課程和其他選修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)來(lái)分析和解決電子設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。 2 學(xué)習(xí)電子設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，掌握電子設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。 3 進(jìn)行電子設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)查閱資料的技能、掌握Protel 2004的工作流程和調(diào)試方法。 4 學(xué)習(xí)掌握單片機(jī)設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)要求(1)測(cè)量溫度為10150；(2)溫度誤差不大于0.5%；(3)溫度用4位數(shù)碼管顯示；(4)以熱敏電阻作為溫度檢測(cè)元件；目錄緒論11.實(shí)驗(yàn)原理22.電路實(shí)現(xiàn)4 2.1熱敏電阻溫度轉(zhuǎn)換原理4 2.2原理圖53.程序設(shè)計(jì)6 3.1溫度計(jì)算程序6 3.2溫度轉(zhuǎn)換十進(jìn)制程序7 3.3顯示子程序94.總結(jié)1

3、25.參考文獻(xiàn)14緒論溫度作為一個(gè)重要的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最普遍、最重要的工藝參數(shù)之一，所以溫度測(cè)量技術(shù)和測(cè)量?jī)x器的研究是一個(gè)重要的課題。隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)伸入到各個(gè)領(lǐng)域，基于單片機(jī)數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，其輸出溫度采用數(shù)字顯示。 該課程設(shè)計(jì)仔細(xì)研究了有關(guān)公司開(kāi)發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品。首先詳細(xì)介紹了鉑熱電阻PT100，運(yùn)算放大器LM324， AD0804芯片及單片機(jī)工作原理，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件原理圖及軟件程序，實(shí)現(xiàn)了溫度檢測(cè)與顯示環(huán)節(jié)。一.實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量部分可以采用熱敏電阻，熱電偶及溫度傳感器。由于精度要求不高，故我們通過(guò)熱敏電阻實(shí)現(xiàn)溫度的

4、測(cè)量功能。信號(hào)放大部分為使信號(hào)不失真，就得保證電路的對(duì)稱性，所以我們采用單端輸入雙端輸出的差動(dòng)放大電路進(jìn)行信號(hào)的變換，同時(shí)用高精度，低漂移的運(yùn)放來(lái)代替晶體三極管。A/D轉(zhuǎn)換部分CPU8051通過(guò)P0口P0.0-P0.2向A/D發(fā)送模擬的地址編碼信息，并通過(guò)地址線P2.0和寫(xiě)控制線 控制地址編碼信號(hào)的鎖存。選通相應(yīng)的模擬輸入通道，然后啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，A/D經(jīng)過(guò)EOC發(fā)出標(biāo)志信號(hào)，經(jīng)反相后送入8051的 向8051發(fā)出中斷請(qǐng)求，當(dāng)8051響應(yīng)請(qǐng)求后，通過(guò)P2.0的讀控制端 使A/D的OE端變?yōu)楦唠娖?，從而控制轉(zhuǎn)換器的三態(tài)數(shù)據(jù)輸出，鎖存器通過(guò)P0口P0.0-P0.7向8051輸出。數(shù)碼

5、顯示部分用74LS164驅(qū)動(dòng)顯示，另外我們用一個(gè)PNP型的三極管來(lái)控制數(shù)碼管的電源，是因?yàn)?64沒(méi)有數(shù)據(jù)鎖存端，數(shù)據(jù)在傳送過(guò)程中，對(duì)輸出端來(lái)說(shuō)是透明的，這樣，數(shù)據(jù)在傳送過(guò)程中，數(shù)碼管上有閃動(dòng)現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)的位數(shù)越多，閃動(dòng)現(xiàn)象越明顯。為了消除這種現(xiàn)象，在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，關(guān)閉三極管使數(shù)碼管沒(méi)電不顯示，數(shù)據(jù)傳送完后立刻使三極管導(dǎo)通，這樣就實(shí)現(xiàn)鎖存功能。二. 電路實(shí)現(xiàn)1.熱敏電阻溫度轉(zhuǎn)換原理熱敏電阻是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型半導(dǎo)體感溫元件，由于它具有靈敏度高，體積小，重量輕，熱慣性小，壽命長(zhǎng)，以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用非常廣泛。熱敏電阻具有負(fù)的溫度特性，當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值減小。熱敏電阻的阻值溫度特性曲

6、線是一條指數(shù)曲線，非線性度較大，因此在使用時(shí)要進(jìn)行線性化處理。                      熱敏電阻的溫度特性曲線熱敏電阻的使用是為了感知溫度，為此給熱敏電阻通以恒定的電流，測(cè)量電阻兩端就得到一個(gè)電壓，然后即可通過(guò)下列公式求得溫度值：其中的參數(shù)如下：T:被測(cè)溫度T0:與熱敏電阻特性有關(guān)的溫度參數(shù)K:與熱敏電阻特性有關(guān)的系數(shù):熱敏電阻兩端的電壓根據(jù)這一公式，如果能測(cè)得熱敏電阻

7、兩端的電壓并知道參數(shù)T0和K，則可以計(jì)算出熱敏電阻的環(huán)境溫度，即:被測(cè)溫度，這樣就把電阻隨溫度的變化關(guān)系轉(zhuǎn)化為電壓隨溫度變化的關(guān)系。數(shù)字式熱敏電阻溫度計(jì)設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容就是把熱敏電阻兩端電壓值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)軟件方法計(jì)算得到溫度值，然后進(jìn)行顯示處理。2.原理圖三.程序設(shè)計(jì)（1）溫度計(jì)算程序在溫度計(jì)算公式中系數(shù)值K是一個(gè)很小的數(shù)，為了計(jì)算方便，取放大256倍后的K值與VT執(zhí)行乘法運(yùn)算，即256*K*VT。相乘后如果只取高8位，則可以抵消K的256倍放大，得到正確的結(jié)果。還有從熱敏電阻的阻值溫度特性可以看出，在-10150溫度范圍內(nèi)阻值與溫度的關(guān)系線性度較好，通常把這個(gè)溫度范圍作為有效

8、溫度范圍。當(dāng)溫度超出此范圍時(shí)，以數(shù)碼管全部顯示“F”作為標(biāo)志。假定6位數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)的存儲(chǔ)單元為內(nèi)部RAM27H-2CH(對(duì)應(yīng)LED0-LED5).輸入的A/D轉(zhuǎn)換電壓在累積器A中，擴(kuò)大256倍后的K值為0XXH,T0值為0YYH。溫度程序如下：COMP:   MOV   B,    #0XXH   MUL    AB   MOV    A,    #0YYH   CLR&#

9、160;    C       SUBB   A,   B   CJNE   A,   #0AH,  COMP1COMP1:  JNC   COMP4   CJNE   A,   #97H,   COMP2COMP2:  JC     COMP3CO

10、MP4:  MOV  27H,  #0FH   MOV   28H,  #0FH   MOV   29H,  #0FH   MOV   2AH,  #0FH   MOV   2BH,  #0FH   MOV   2CH,  #0FH   ACALL   DISPCOMP3:

11、60; RET（2）溫度值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的程序計(jì)算得到的溫度值在A中，以十六進(jìn)制的形式存在。LED顯示應(yīng)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，由于有效溫度值不超過(guò)150，所以顯示用3位數(shù)碼管，其顯示格式如下：AD  XXX轉(zhuǎn)換程序如下：MOV  R1,  #00HMOV  R2,  #00H   CLR   CCHAN:   SUBB  A,   #64H   JC   CHAN1   JNC  R 

12、  AJMP  CHAN2CHAN1:  ADD  A,   #64HCHAN2:  SUBB  A,  #0AH   JC   CHAN3   JNC  R2   AJMP  CHAN2CHAN3:  ADD  A,   #0AH   MOV  27H,  #0AH   MOV  28H,

13、0; #0DH   MOV  29H,  #10H   MOV  2AH,  A   MOV  2BH,  R2   MOV  2CH,  R1   RET（3）顯示子程序假定段控口地址位88H，位控口地址位為8CH。DISP:    MOV   R6,   #27H       

14、;  MOV   R7,   #20H         MOV   R0,   #88H         MOV   R1,   #8CHDISP1:   MOV   A,   #00H     &#

15、160;   MOVX   R0,   A         MOV   A,   R7         MOV   R1,   A         RRC    A  &

16、#160;      JC      DISP2         MOV   R7,     A          AJMP   DISP1DISP2:   MOV   R7,   #20H 

17、;  DISP3:   MOV   A,   R7           MOVX   R0,   A         MOV   A,   R6         ADD   A,&

18、#160;   #0EH         MOVC  A,   A+PC         MOVX   R0,   A         ACALL   DELAY       &#

19、160; INC     R6         MOV   A,   R7         JB     ACC.0,    DISP4         RR     A

20、         MOV   R7,     A          AJMP  DISP3DISP4:   RETDSEG:   DB   3FH,06H,5BH,4FH,66H         DB   6DH,7DH,07H,7FH,6FHDB   77H,7CH,39H,5EH,79HDB   71H,00H 總結(jié)數(shù)字溫度計(jì)是為了測(cè)溫而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。在單片機(jī)技術(shù)與熱敏電阻的巧妙結(jié)合下，可以有效測(cè)出溫度，并實(shí)時(shí)數(shù)字顯示，當(dāng)溫度超過(guò)限定值時(shí)會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警，提高了操作的安全性，同時(shí)為測(cè)量人員提供了方便。本文設(shè)計(jì)應(yīng)用中，主要進(jìn)行了以下幾方面的工作: (1) 本文在前半部分詳細(xì)敘述了利用熱敏電阻，組成測(cè)溫電橋的測(cè)溫的原理及為何選用PT100，使我更加了解本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目