单片机课程的设计热敏电阻测温显示系统.doc

燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目： 热敏电阻测温显示系统 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 10级精仪2班 学 号： 100103020177 学生姓名： 石永新 指导教师： 孟 宗 教师职称： 副教授 2013年 7月7日 燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：电气工程学院 基层教学单位：仪器科学与工程系 学 号 学生姓名 专业（班级） 设计题目 热敏电阻测温显示系统 设 计 技 术 参 数 设计一个采用热敏电阻为敏感元件的温度测量显示系统，温度显示范围为0-100℃，显示分辨率0.1℃。 设 计 要 求 设计热敏电阻检测电路与单片机的接口电路、4位ED显示电路；编制相应的程序。 工 作 量 设计的内容满足课程设计的教学目的与要求，设计题目的难度和工作量适合学生的知识和能力状况，工作量饱满。 工 作 计 划 查阅资料进行设计准备、设计硬件电路、编制程序编制程序、验证设计、撰写任务书参 考 资 料 单片微型计算机接口技术及其应用 张淑清 国防工业出版社 张淑清 国防工业出版社单片机应用技术汇编 指导教师签字 基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年 月 日 ，显示分辨率为0.1。通过热敏电阻温度传感器、A\D模数转换器、LED显示电路并利用汇编语言编写程序，最终实现温度测量系统。测温电桥的主要部分是热敏电阻。 热敏电阻的主要特点是：①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化；②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃；③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度；④使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择；⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产；⑥稳定性好、过载能力强。 温度是表征物体冷热程度的物理量，常见的温度传感器有热电阻传感器、 热敏电阻传感器、 热电偶温度 传感器、 集成温度传感器。热敏电阻本身是一个利用其电阻值随温度变化而 变化的温度传感元件， 而且其灵敏度高、 体积小、 使用方便、 结构简单等 优点， 因此利用热敏电阻制成的温度计广泛应用于航空、 医学、 工业及 家用电器等方面做测温、 控制、 温度补偿、 流速测量、 液面指示等。采用 以单片机为核心的热敏电阻温度计能很容易地减小上述影响，并且读 数方便， 精确度高， 更显数字化。 本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。而运算放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的进行各种转换处理的要求。ADC0809 的A/D转换作用是进行模数转换把模拟信号转变成数字信号，然后把数字信号输送到显示电路中去，由六位（本实验采用四位）八段数码管显示出测量结果。 关键字：温度传感器 热敏电阻 A/D数模转换 数码管动态显示 第二章 总体设计 2.1 理论分析 温度测量模块主要为温度测量电桥，当温度发生变化时，电桥失去平衡，从而在电桥输出端有电压输出，但该电压很小。经过集成放大器放大，将放大后的信号输入AD转换芯片， 进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。 ↑ 图1—1系统框图 图2.1.1 系统硬件原理图如图1—1 2.2 过程分析 该温度传感器系统硬件原理图如图1—1所示，由热电阻传感器测得外界温度，经过信号放大，然后送给模数转换，将原有的模拟信号转换为可以被单片机识别和运算的数字信号，然后再通过软件编程由显示电路显示出来当前所测得的温度。 它的各部分电路说明如下： （1）.测温模块： 该部分电路主要使用测温电桥，当温度变化时，电桥处于不平衡状态，从而输出不平衡电压，为测温的基础。 (2).信号处理部分： 该部分电路包括电压信号的放大和AD转换，实现模数变换，以及硬件滤波。 (3)单片机部分： 本实验采用8051单片机，其工作在最小模式下，主要任务有：控制AD0809进行模数转换、形成必要的时序、进行数据计算以及控制数码管显示。 (4).电源电路部分： 该部分电路负责将输入的9V~12V直流电，分别转换为稳定的9V、5V、-9V直流