基于电容充放电技术的温度测试_学位论文.docVIP

基于电容充放电技术的温度测试 摘要：温度是与人们的生产生活密切相关的物理量之一，目前有多种温度测量方法，如：玻璃温度计测温、半导体测温、热敏电阻测温、红外辐射测温、铂电阻测温以及热电偶测温等等，根据不同的测温精度及温度范围，可选用不同的测温方式。 本文采用一种没有ADC模块的模拟量检测方法，通过编写程序控制单片机的通用输入输出口、定时器等模块协同工作，通过捕捉电容充电时间确定当前的热敏电阻阻值，并通过查表实现温度测量。 系统实现了0℃～60℃范围内的温度测量，设计的温度计具有低成本、高精度的特点，应用前景较为广阔。 关键词：温度；热敏电阻；单片机；电容；系统 A Novel Thermometer Based on the Capacitive Charging and Discharging Technology Abstract：The temperature is a physical quantity closely related with peoples production and life, resulting in a variety of temperature measurement method, a glass thermometer temperature sensor, semiconductor temperature sensor, NTC thermistor temperature sensor, infrared radiation temperature sensor, platinum resistance temperature measuring and thermocouple thermometer, etc. With the different temperature precision and temperature range, we can select different ways of measuring temperature. An analogue test method without ADC module is introduced in this paper, which makes input, output and timer module of MCU work collaboratively by programming, determines the current resistance of thermistor by calculating charge-time of capacitor, and achieve temperature measurement by looking up to table. This System achieves the temperature measurement which ranges from 0 ℃ to 60℃, and the design of thermometer has characteristics of low cost and high precision, which can be widely used in the future. Keywords： AVR MCU; Temperature; Thermistors; SCM; Capacitor; system 目 录 摘要 I Abstract II 1 引言 1 1.1 选题背景与选题意义 1 1.2 本文任务 1 1.3 本文的结构 2 2 测量方法的原理 3 2.1 方案的比较 3 2.2 基于电容充放电技术的温度测量原理 4 2.2.1 测量原理 4 2.2.2 电路说明 4 2.2.3 电容的参数选择 5 2.3 电路的性能及其功能 6 3 系统硬件设计 7 3.1 系统设计的系统框图 7 3.2 各功能模块设计及其实现 7 3.2.1 单片机的复位电路 7 3.2.2 数码管的显示电路 8 3.2.3 温度采集电路 9 3.2.4 ISP下载电路 11 3.2.5 电源电路 12 4 系统软件设计 13 4.1 主函数 13 4.2 延时子程序 15 4.3 数码管显示程序 15 4.3.1 数码管显示编程的原理 15 4.3.2 数码管显示的程序 16 4.3.3 数码管位的读取 18 4.4 端口设置程序 18 4.5 温度信号采集程序 20 5 实物的调试与误差分析 23 5.1 硬件的调试 23 5.2 温度的误差分析 23 6 体会与展望 25 6.1 总结与体会 25 6.2 设计前景 25 参考文献 2