基于单片机的热敏电阻测温系统设计(共15页)

1、吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计（论文）吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 共 PAGEREF _Toc356645441 h II 页，第 PAGE II 页 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc393306778 摘 要 PAGEREF _Toc393306778 h I HYPERLINK l _Toc393306779 ABSTRACT PAGEREF _Toc393306779 h II HYPERLINK l _Toc393306780 第1章 绪论(xln) PAGEREF _Toc393306780 h 1 HYPERLIN

2、K l _Toc393306781 1. 设计(shj)目的 PAGEREF _Toc393306781 h 1 HYPERLINK l _Toc393306782 1.2 设计(shj)要求 PAGEREF _Toc393306782 h 1 HYPERLINK l _Toc393306783 1.3 设计内容 PAGEREF _Toc393306783 h 1 HYPERLINK l _Toc393306784 第2章 硬件概述 PAGEREF _Toc393306784 h 2 HYPERLINK l _Toc393306785 2.1 STC15W202S介绍 PAGEREF _Toc

3、393306785 h 2 HYPERLINK l _Toc393306786 2.2 LED数码管简介 PAGEREF _Toc393306786 h 3 HYPERLINK l _Toc393306787 2.3 热敏电阻简介5 HYPERLINK l _Toc393306788 第3章 程序设计介绍 PAGEREF _Toc393306788 h 6 HYPERLINK l _Toc393306789 3.1 整体流程 PAGEREF _Toc393306789 h 6 HYPERLINK l _Toc393306790 3.2 转化流程 PAGEREF _Toc393306790 h

4、6 HYPERLINK l _Toc393306791 3.3 LED显示器流程设计 PAGEREF _Toc393306791 h 7 HYPERLINK l _Toc393306792 第四章、实际电路焊接9 HYPERLINK l _Toc393306793 4.1 焊接和调试电路的方法和技巧9 HYPERLINK l _Toc393306794 4.2、实物焊接10 HYPERLINK l _Toc393306795 第五章 总结 PAGEREF _Toc393306795 h 11 HYPERLINK l _Toc393306796 致谢 PAGEREF _Toc393306796

5、h 12 HYPERLINK l _Toc393306797 参考文献 PAGEREF _Toc393306797 h 13 第 PAGE II页 共 PAGEREF _Toc356645441 h II页 第 PAGE III 页 共 PAGEREF _Toc356645441 h II页摘 要现代人类生活(shnghu)中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机的参与(cny)。手机(shu j)、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。 汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作！单片机的数量远远超过PC

6、机和其他计算机的总和。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。我们这次设计是采用STC15W202S芯片，通过软件编程对热敏电阻计算进而得到测温的效果。，关键字： 单片机、集成电路芯片、微型计算机系统、STC15W202SABSTRACTModern human life used in almost every pi

7、ece of be integrated single chip in all electronics products. Mobile phone, telephone, calculator, household appliances, electronic toys, palmtop computer and mouse and other electronic products all contain the single chip microcomputer. General car with more than 40 single chip, complex industrial

8、control systems may have even hundreds of single chip in the work at the same time! The sum of SCM far exceeds the number of PC and other computer.Single chip is an integrated circuit chip, is the use of large scale integrated circuit technology has the ability to handle data central processor CPU R

9、AM random access memory, read-only memory ROM, a variety of I/O port and interrupt system, timer / counter and other functions (which may also include a display drive circuit, pulse width modulation circuit, analog multiplexer, A/D converter integrated circuit) to a small but perfect microcomputer s

10、ystem on one piece of silicon, is widely used in the field of industrial control. This design is the use of STC15W202S chip, through software programming of the thermistor calculation and temperature effect.Keywords: single chip, integrated circuit chip, computer system, STC15W202S 第 PAGE 12页 共13页 第

11、 PAGE 16页 共13页第1章 绪论(xln)1. 设计(shj)目的(md)单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的各种部件集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。我们本次设计是通过对最小系统单片机的设计对单片机系统进行初步的理解和学习，为我们日后的学习进行铺垫。1.2 设计要求1、能够按照要求独立完成课程设计部分；2、学会查阅技术手册和文献资料；3、进一步熟悉常用集成电路的设计方法；4、填写设计任务书，撰写课程设计论文。1.3 设计内容1、通过设计单片机测温系统，熟悉单片机并行I/O端口的运用方法。2、通过单片机实现软件逻辑控制。 3、进行-

12、25度 +80度的数字温度计测量。4、采用数码管显示测量数据，其他功能自由发挥。5、提高查表指令循环程序的运用于调试能力。6、学习绘制流程图，掌握编程方法。第2章 硬件设计2.1 STC15W202S介绍(jisho) STC15W202S是一种带4K字节(z ji)FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。STC15W202S是一种带2K字节(z ji)闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储

13、器组合在单个芯片中，ATMEL的STC15W202S是一种高效微控制器。STC15W202S单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图2-1 芯片引脚图STC15W202S 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它

14、所有部件工作直到下一个硬件复位。图2-2 电路图2.2 LED数码管简介(jin ji)LED数码管由多个(du )发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别(fnbi)由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。图2-3 LED数码管当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸数码

15、管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为1.8V左右，电流不超过30mA。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管，发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。常用LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。图2-4 LED数码管可放在PCB电路板上按红绿兰顺序呈直线排列，以专用驱动芯片控制(kngzh)，构成变化无穷的色彩和图形。外壳采用阻燃PC塑料制作，强度高，抗冲击，抗老化，防紫外线，防尘，防潮。LED护栏管具有功耗小，无热量，耐冲击

16、，长寿命等优点，配合控制器，即可实现流水，渐变，跳变，追逐等效果。如果应用于大面积工程中，连接电脑同步控制器，还可显示图案，动画视频等效LED数码全彩灯管可以组成一个模拟LED显示屏，模拟显示屏可以提供各种全彩效果及动态显示图像字符，可以采用脱机控制或计算机连接实行同步控制；可以显示各式各样的全彩动态效果。图2-5 LED数码管电路图2.3 热敏电阻(r mn din z)简介(jin ji)热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PT

17、C）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件热敏电阻由半导体陶瓷材料组成， 热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。图2-6 热敏电阻(r mn din z)温度变化会造成(zo chn)大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。利用的原理是温度引起(ynq)电阻变化若电子和空穴的

18、浓度分别为n、p，迁移率分别为n、p，则半导体的电导为：=q（nn+pp）因为n、p、n、p都是依赖温度T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线。这就是半导体热敏电阻的工作原理热敏电阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及临界温度热敏电阻（CTR）。第3章 程序设计介绍3.1 整体流程我们的流程是这样，先通过热敏电阻测量温度，把电信号传入转化器，从转化器将电信号转化为数字信号传入到单片机中，然后单片机进行数据的处理，输出信号给LED显示器，LED显示器进行进制转化，最后将所得数字显示在显示器上，流程图如图3-1所示图3

19、-1 整体(zhngt)流程图其中(qzhng)程序(chngx)主要是由主程序和子程序两部分构成。主程序主要实现系统的初始化，温度信号采集。 系统的初始化包括寄存器的初始化（控制寄存器、堆栈、中断寄存器等），LED显示的初始化，输出端口的初始化，采集、累计数据的初始化。 在过程最开始的温度信号采集由热敏电阻测温系统采集，并进行转化为数字信号传入到单片机中。3.2 数据转化 在设计过程中转化是一个非常重要过程，是将外部的我们测定的信号转化成可以被单片机识别的数字信号。在转化过程中，需要一个判断机制，判断测定信号是否被转化器转化成数字信号，这样也可以方便排查错误。转化过程的流程图如图3-2所示。

20、图3-2数模转化流程图3.3 LED显示器流程(lichng)设计由前面(qin mian)知道LED数码管由多个发光二极管封装在一起(yq)组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成。在工作过程中单片机接收转化器传入的数字信号，显示器应该已经完成初始化的过程，等待由单片机传来的数据。图3-3 LED显示流程图如图3-3所示，在显示的过程中也是有判断过程，判断是否完成进制的转化，最后输出特定电压使LED显现出我们需要测量的数据。第四章、实际电路(dinl)焊接4.1 焊接和调试电路(dinl)的方法和技巧 1.焊接电路分每个模块进行(jnxng)焊接；每焊完一个模块进行检查调试； 2.焊接电路

21、的时候，注意电路焊接没有虚焊，用万用表端接测试应该焊接在一起的线路有没有接在一起； 3.全部的电路模块焊接好后，检查所有的电源线和底线有没有全部接到一起，还是用万用表进行测试，方法和检查是否有虚焊一样； 4.进行电路的调试，检查是否可以正常工作，如果说可以一次性的成功出结果，那就最好，如果说是问题那就要调试检查；5.检查电路的逻辑原理图是否有问题，检查元器件是否都是完好，检查是否焊接的时候是按照原理图焊接，是否有焊错的地方在这些检查过程当中，用示波器结合万用表测试各个节点的电平与观察示波器的波形是否是理论应该显示的波形。通过这次的实验，我从中了解了数字钟和贯通了书上的知识，同时也了解到了自己对

22、理论和实际应用的统一和对器件在实际中的使用还有很大的不足，不能在使用器件时选择合适的参数的器件，不能根据器件的编号知道器件的基本功能。在这方面需要很大的提高。在做的过程中也提升了我的动手能力，实践能力得到了一定的锻炼，加深了对数字电路设计方面(fngmin)的兴趣。从开始的朦胧到后面得到的结果。通过这次的学习，使我们专业的学生具有运用所学的理论知识来分析问题和解决问题的能力，全面、系统地巩固和提高在校期间所学到的基础知识和专业知识。通过对多种环节、多种内容的操作和训练，让我们的动手操作技能得到了巩固。在实践能力上有了一定的提高。此外，在设计期间我学会了如何把所学的知识应用实践中，让实践和理论相

23、结合，真正做到学以致用。再次实验对于我以后学习、找工作真是受益匪浅。相信这些宝贵的经验会成为我今后成功的重要(zhngyo)的基石。在经过两年的学习对专业知识和理解。我增强感性认识(gnxng rn shi)，并从中进一步了解、巩固与深化已经学习过的知识，了解运作方式，将我们所学到的专业知识和具有实践相结合，以提高我们的专业素质和能力。4.2、实物焊接图4-1 设计作品正面图4-2 设计作品背面第五章 总结(zngji) 通过理论与实践的结合，进一步深入的体会到一种学习的方法，特别是对与电子设计方面。首先要明确总体的设计方案与方法；其次(qc)是对各个部分进行设计与改进；最后将各个部分整合在一起进行比较、观察。通过这次的学习，使我们在专业的学习上具有了一定运用所学理论知识来分析问题和解决问题的能力。全面、系统地巩固和提高在校期间所学到的基础知识和专业知识。