【正文】 也可以通過非線性公式計(jì)算出溫度值。其特點(diǎn)如下： 液晶顯示屏是以 16 列 2 行 =32 個(gè) 5 10 或 5 7 點(diǎn)陣塊組成的顯示字符群，每個(gè)點(diǎn)陣為一個(gè)字符，字符間距和行距都為一個(gè)點(diǎn)的寬度 ； 具有字符發(fā)生器 ROM，可以顯示192 種字符 ； 具有 64 字節(jié)的自定義字符 RAM，可自定義 8個(gè) 5 7或 4個(gè) 5 10點(diǎn)陣字符； 具有 80 字節(jié)的 RAM； 結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易 ； 單 +5V 電源供電，低功耗，長壽命，高可靠性。 LCD 類型繁多，價(jià)格不等。但是此顯示方案穩(wěn)定性較差，并且還需要焊接外圍電路，所以不采用此方案。 方案二： LED 數(shù)碼管顯示器動(dòng)態(tài)顯示方式下，將所有位的段選線并聯(lián)在起，由位選線控制哪位接收字段碼。 顯示模塊 方案一： LED 數(shù)碼管顯示器可分為兩種顯示方式：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。其內(nèi)部沒有 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，需要外部擴(kuò)展模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與 MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。該芯片還可以通過 BDM 在計(jì)算機(jī)與微控制器進(jìn)行在線編程及后臺(tái)調(diào)試，避免頻繁的插拔單片機(jī)，編 譯軟件調(diào)試功能強(qiáng)大。 片內(nèi)總線時(shí)鐘最高可達(dá) 20MHz， 可選擇寬范圍 的時(shí)鐘頻率 。 1% 溫度 (℃ ) 電阻 (KΩ ) 溫度 (℃ ) 電阻 (KΩ ) [鍵入文字 ] 第 9 頁 共 41 頁 表 21 溫度補(bǔ)償表 [鍵入文字 ] 第 10 頁 共 41 頁 圖 22為電阻溫度曲線圖 [鍵入文字 ] 第 11 頁 共 41 頁 圖 23為 NTC熱敏電阻 所對(duì)應(yīng)電阻誤差與溫度誤差曲線圖 ： 所以本設(shè)計(jì)的溫度補(bǔ)償選用方案二，將再軟件中體現(xiàn)。 R25=10KΩ 精度 :177。預(yù)先將一系列溫度與電壓對(duì)應(yīng)值存貯到 STC89C52 微控制器程序存儲(chǔ)器中的一個(gè)表內(nèi)，當(dāng)給定任意一個(gè)在測量范圍中的 電壓值時(shí)，即可通過查表得出所對(duì)應(yīng)的溫度值。但是此電路比較復(fù)雜，元器件較多，可能導(dǎo)致精度不夠。 調(diào)理模塊 方案一： [鍵入文字 ] 第 8 頁 共 41 頁 如圖 21所示是由集成運(yùn)算放大器和鉑熱電阻構(gòu)成的自動(dòng)溫度補(bǔ)償電路。其中五種 J、 K、 T、 G 和 N 是由堿金屬合金制成 ,有不同的溫度范圍和用途 ,靈敏度一般是每攝氏度幾十毫伏 ,其中三種 R、 S 和 B 是用的金屬白金制成的 ,但是這種熱電偶價(jià)格昂貴，最常用于高溫工作，不適合常溫的測量，而且靈敏度很低。 方案二： 熱敏電阻的主要特點(diǎn)是： ① 靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大 10～ 100 倍以上，能檢測出 106℃ 的溫度變化； ② 工作溫度范圍寬，常溫器件適用于 55℃ ～ 315℃ ，高溫器件適用溫度高于 315℃ （目前最高可達(dá)到 2021℃ ），低溫器件適用 于 273℃ ～ 55℃ ；③ 體積小，能夠測量其他溫度計(jì)無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度； ④ 使用方便，電阻值可在 ～ 100kΩ 間任意選擇； ⑤ 易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；⑥ 穩(wěn)定性好、過載能力強(qiáng)． 方案三： 熱電偶傳感器的靈敏度 ,線性和溫度范圍是和所用的金屬有關(guān)。 方案一： DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器，使用集成芯片，采用單總線技術(shù)，其能夠有效的減小外界 的干擾，提高測量的精度，同時(shí)，它可以直接將被測溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理，接口簡單，使數(shù)據(jù)傳輸和處理簡單化。 經(jīng)過一系列的對(duì)比以及比較本設(shè)計(jì)采用的是單片機(jī)形式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 DSP數(shù)字信號(hào)微處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) DSP 數(shù)字信號(hào)微處理器從理論上而言就是一種單片機(jī)的形式，常用的數(shù)字信號(hào)處理芯片有兩種類型，一 種是專用 DSP 芯片，一種是通用 DSP 芯片。 (3) 系統(tǒng)的可靠性好、使用方便。 (2) 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與配置規(guī)模都是以滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求為原則，因此系統(tǒng)的軟硬件應(yīng)用配置具有最佳的性價(jià)比。 (4) 在工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行的可靠性差，對(duì)安放的環(huán)境要求較高；程序在 RAM 中運(yùn)行，易受外界干擾破壞。 (2) 具有自開發(fā)能力。 ℃ 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單介紹 隨著自動(dòng)控制的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集越來越被廣泛應(yīng)用，如醫(yī)療、工業(yè)等方面，數(shù)據(jù)采集是指將溫度，壓力，流量，位移等模擬量通過各種傳感元件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號(hào)調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E采集，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，傳給 PC 機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，處理，顯示或打印的過程，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可分為以下幾種： 將采集來的信號(hào)通過外部的采樣和 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過接口電路送入微機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，然后再顯示處理結(jié)果或經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換輸出，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn) : (1) 系統(tǒng)較強(qiáng)的軟、硬件支持。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo) ，然后利用精密電阻器以電壓模式 對(duì)熱敏電阻進(jìn)行線性化 ，單片機(jī)通過 ADC0832 芯片對(duì)熱敏電阻兩端的電壓進(jìn)行采樣，然后通過單片機(jī)的控制把 溫度值顯示在液晶顯示屏上。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，熱敏電阻作為一種新型感溫元件應(yīng)用越來越廣泛。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。熱敏電阻由半[鍵入文字 ] 第 5 頁 共 41 頁 導(dǎo)體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化。如最簡單的溫度的測量，有熱電偶、光纖溫度傳感器等等。 由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是微電子加工技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息處理技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)信息資源的需求日益增長，作為提供信息的傳感技術(shù)及傳感器愈來愈引起人們的重視，而綜合各種技術(shù)的傳感器技術(shù)也進(jìn)入到一個(gè)飛速的發(fā)展階段。 單片機(jī)以其 功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化和各個(gè)測控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。要達(dá)到較高的測量精度需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償問題、多點(diǎn)測量切換誤差問題和放大電路零點(diǎn)漂移誤差等問題，使溫度檢測復(fù)雜化。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高 科技的方向迅速發(fā)展。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，可以說幾乎 80%的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。無論你生活在哪里，從事什么工作，無時(shí)無刻不在與溫度打著交道。本系統(tǒng)中所用到的器件是 STC89C52 單片機(jī)、 NTC熱敏電阻和 LCD1602 液晶顯示屏。 本課題用一種基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案，該方案根據(jù)熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性，采用串聯(lián)分壓電路。[鍵入文字 ] 第 1 頁 共 41 頁 基于熱敏電阻的溫度檢測裝置的設(shè)計(jì) 摘要 ： 隨著社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹碓街匾暅囟葘?duì)產(chǎn)品的影響，許多產(chǎn)品對(duì)溫度范圍要求嚴(yán)格，目前市場上普遍存在的問題有溫度信息傳遞不及時(shí)、精度不夠的缺點(diǎn)，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時(shí)做出決定。在這樣的形式下，開發(fā)一種實(shí)時(shí)性高、精度高的溫度采集系統(tǒng)就很有必要。單片機(jī)采集熱敏電阻的電壓，通過 A/D 轉(zhuǎn)換將模擬量電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量電壓信號(hào)，經(jīng)過查表轉(zhuǎn)換得到溫度值，控 制液晶屏實(shí)時(shí)顯示溫度值。 關(guān)鍵詞： STC89C52 單片機(jī) ；熱敏電阻； LCD1602 [鍵入文字 ] 第 2 頁 共 41 頁 目 錄 第 1 章 前言 4 設(shè)計(jì)背景 4 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo) 5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單介紹 5 第 2 章 熱敏電阻的溫度檢測裝置的系統(tǒng)論證 7 溫度傳感器的選擇 7 調(diào)理模塊 7 溫度核心模塊 11 顯示模塊 12 第 3 章 熱敏電阻的溫度檢測裝置硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 溫度采集模塊硬件設(shè)計(jì) 14 AD 轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) 15 MCU 控制器模塊設(shè)計(jì) 16 核心部件的 介紹 16 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 17 顯示模塊電路設(shè)計(jì) 18 電源模塊的設(shè)計(jì) 19 第 4 章 熱敏電阻的溫度檢測裝置軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 軟件總體程序設(shè)計(jì) 20 功能模塊設(shè)計(jì) 20 AD 轉(zhuǎn)換模塊原理及程序 21 熱敏電阻阻值和溫度的非線性對(duì)性模塊原理及程序 23 溫度顯示模塊程序 26 [鍵入文字 ] 第 3 頁 共 41 頁 第 5 章 熱敏電阻的溫度檢測裝置系統(tǒng)調(diào) 29 硬件系統(tǒng)的調(diào)試 29 軟件系統(tǒng)的調(diào)試 29 第 6章 總結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 附錄 一 ：完整的 C