单片机课程设计热敏电阻温度计

1、 单片机原理及应用课程设计报告书课题名称 热敏电阻温度计姓 名学 号 专 业指导教师机电与控制工程学院 年 月 日任务书课程题目 热敏电阻温度计热敏电阻是近年来发展起来的一种新型半导体感温元件，由于它具有灵敏度高，体积小，重量轻，热惯性小，寿命长，以及价格便宜等优点，因此应用非常广泛。热敏电阻具有负的温度特性，当温度升高时，电阻值减小。热敏电阻的阻值温度特性曲线是一条指数曲线，非线性度较大，因此在使用时要进行线性化处理。设计目的  1          通过课程设计实践，树立正确的设计

2、思想，培养综合运用专业课程和其他选修课程的理论与生产实际知识来分析和解决电子设计问题的能力。 2 学习电子设计的一般方法、步骤，掌握电子设计的一般规律。 3 进行电子设计基本技能的训练，培养查阅资料的技能、掌握Protel 2004的工作流程和调试方法。 4 学习掌握单片机设计原理和设计思路。设计要求(1)测量温度为10150；(2)温度误差不大于0.5%；(3)温度用4位数码管显示；(4)以热敏电阻作为温度检测元件；目录绪论11.实验原理22.电路实现4 2.1热敏电阻温度转换原理4 2.2原理图53.程序设计6 3.1温度计算程序6 3.2温度转换十进制程序7 3.3显示子程序94.总结1

3、25.参考文献14绪论温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数之一，所以温度测量技术和测量仪器的研究是一个重要的课题。随着时代的进步和发展，单片机技术已经伸入到各个领域，基于单片机数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，其输出温度采用数字显示。 该课程设计仔细研究了有关公司开发的相关产品。首先详细介绍了铂热电阻PT100，运算放大器LM324， AD0804芯片及单片机工作原理，在此基础上，设计了相应的硬件原理图及软件程序，实现了温度检测与显示环节。一.实验原理测量部分可以采用热敏电阻，热电偶及温度传感器。由于精度要求不高，故我们通过热敏电阻实现温度的

4、测量功能。信号放大部分为使信号不失真，就得保证电路的对称性，所以我们采用单端输入双端输出的差动放大电路进行信号的变换，同时用高精度，低漂移的运放来代替晶体三极管。A/D转换部分CPU8051通过P0口P0.0-P0.2向A/D发送模拟的地址编码信息，并通过地址线P2.0和写控制线 控制地址编码信号的锁存。选通相应的模拟输入通道，然后启动A/D转换。当转换结束后，A/D经过EOC发出标志信号，经反相后送入8051的 向8051发出中断请求，当8051响应请求后，通过P2.0的读控制端 使A/D的OE端变为高电平，从而控制转换器的三态数据输出，锁存器通过P0口P0.0-P0.7向8051输出。数码

5、显示部分用74LS164驱动显示，另外我们用一个PNP型的三极管来控制数码管的电源，是因为164没有数据锁存端，数据在传送过程中，对输出端来说是透明的，这样，数据在传送过程中，数码管上有闪动现象，驱动的位数越多，闪动现象越明显。为了消除这种现象，在数据传送过程中，关闭三极管使数码管没电不显示，数据传送完后立刻使三极管导通，这样就实现锁存功能。二. 电路实现1.热敏电阻温度转换原理热敏电阻是近年来发展起来的一种新型半导体感温元件，由于它具有灵敏度高，体积小，重量轻，热惯性小，寿命长，以及价格便宜等优点，因此应用非常广泛。热敏电阻具有负的温度特性，当温度升高时，电阻值减小。热敏电阻的阻值温度特性曲

6、线是一条指数曲线，非线性度较大，因此在使用时要进行线性化处理。                      热敏电阻的温度特性曲线热敏电阻的使用是为了感知温度，为此给热敏电阻通以恒定的电流，测量电阻两端就得到一个电压，然后即可通过下列公式求得温度值：其中的参数如下：T:被测温度T0:与热敏电阻特性有关的温度参数K:与热敏电阻特性有关的系数:热敏电阻两端的电压根据这一公式，如果能测得热敏电阻

7、两端的电压并知道参数T0和K，则可以计算出热敏电阻的环境温度，即:被测温度，这样就把电阻随温度的变化关系转化为电压随温度变化的关系。数字式热敏电阻温度计设计工作的主要内容就是把热敏电阻两端电压值经A/D转换为数字量，通过软件方法计算得到温度值，然后进行显示处理。2.原理图三.程序设计（1）温度计算程序在温度计算公式中系数值K是一个很小的数，为了计算方便，取放大256倍后的K值与VT执行乘法运算，即256*K*VT。相乘后如果只取高8位，则可以抵消K的256倍放大，得到正确的结果。还有从热敏电阻的阻值温度特性可以看出，在-10150温度范围内阻值与温度的关系线性度较好，通常把这个温度范围作为有效

8、温度范围。当温度超出此范围时，以数码管全部显示“F”作为标志。假定6位数码管显示缓冲区的存储单元为内部RAM27H-2CH(对应LED0-LED5).输入的A/D转换电压在累积器A中，扩大256倍后的K值为0XXH,T0值为0YYH。温度程序如下：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）温度值转换为十进制的程序计算得到的温度值在A中，以十六进制的形式存在。LED显示应转换为十进制数，由于有效温度值不超过150，所以显示用3位数码管，其显示格式如下：AD  XXX转换程序如下：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）显示子程序假定段控口地址位88H，位控口地址位为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 总结数字温度计是为了测温而设计开发的。在单片机技术与热敏电阻的巧妙结合下，可以有效测出温度，并实时数字显示，当温度超过限定值时会及时发出报警，提高了操作的安全性，同时为测量人员提供了方便。本文设计应用中，主要进行了以下几方面的工作: (1) 本文在前半部分详细叙述了利用热敏电阻，组成测温电桥的测温的原理及为何选用PT100，使我更加了解本设计的设计目