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1、键入文字基于热敏电阻的温度检测装置的设计摘要：随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度对产品的影响，许多产品对温度范围要求严格，目前市场上普遍存在的问题有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高的温度采集系统就很有必要。本课题用一种基于单片机的数据采集系统方案，该方案根据热敏电阻随温度变化而变化的特性，采用串联分压电路。单片机采集热敏电阻的电压，通过A/D转换将模拟量电压信号转换成数字量电压信号，经过查表转换得到温度值，控制液晶屏实时显示温度值。本系统中所用到的器件是STC89C52单片机、NTC热敏电阻和
2、LCD1602液晶显示屏。关键词：STC89C52单片机；热敏电阻；LCD1602目 录第1章 前言-41.1 设计背景-41.2 设计的主要内容及技术指标-51.3 数据采集系统简单介绍-5第2章 热敏电阻的温度检测装置的系统论证-72.1 温度传感器的选择-72.2 调理模块-72.3温度核心模块-112.4 显示模块-12第3章 热敏电阻的温度检测装置硬件系统设计-143.1 温度采集模块硬件设计-143.2 AD转换模块设计-153.3 MCU控制器模块设计-163.3.1 核心部件的介绍-163.3.2 复位电路的设计-173.4 显示模块电路设计-183.5电源模块的设计-19第4
3、章 热敏电阻的温度检测装置软件系统设计-204.1软件总体程序设计-204.2 功能模块设计-204.2.1 AD转换模块原理及程序-214.2.2 热敏电阻阻值和温度的非线性对性模块原理及程序-234.2.3 温度显示模块程序-26第5章 热敏电阻的温度检测装置系统调-295.1 硬件系统的调试-295.2 软件系统的调试-29第6章 总结-30参考文献-31致谢-32附录一：完整的C语言源程序-33附录二：系统设计原理图-41附录三：实物照片-41附录四：元器件清单-43第1章 前言1.1 设计背景在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与
4、温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度对于工业如此重要，由此推进了温度传感器的发展。进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。在工农业生产中，温度检测及其控制占有举足轻重的地位，随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现 ，能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。要达到较高的测量精度需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问
5、题和放大电路零点漂移误差等问题，使温度检测复杂化。模拟信号在长距离传输过程中，抗电磁干扰时令设计者伤脑筋的问题，对于多点温度检测的场合，各被检测点到监测装置之间引线距离往往不同，此外，各敏感元件参数的不一致，这些都是造成误差的原因，并且难以完全清除。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。采用单片机对温度采集进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控数据的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。由于科学技术的飞速发展，特别是微电子加工技术，计算机
6、技术及信息处理技术的发展，人们对信息资源的需求日益增长，作为提供信息的传感技术及传感器愈来愈引起人们的重视，而综合各种技术的传感器技术也进入到一个飞速的发展阶段。要及时正确地获取各种信息，解决工程、生产及科研中遇到的各种具体的检查问题，就必须合理选择和善于应用各种传感器及传感技术。如最简单的温度的测量，有热电偶、光纤温度传感器等等。但是，热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器。热敏电阻由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化。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
7、温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）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。随着半导体技术的不断发展，热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。他具有体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点,最重要的是作为温度传感器的热敏电阻的灵敏度非常高，这是其他测温传感器所不能比拟的。1.2 设计的主要内容及技术指标1.测量过程是热敏电阻随着温度的变化电阻值发生变化，然后利用精密电阻器以电压模式对热敏电阻进行线性化，单片机通过ADC0832芯片对热敏电阻两端的电压进行采样，然后通过单片机的控制把温度值显示
8、在液晶显示屏上。2.技术指标：温度测量范围为常温 灵敏度为0.51.3 数据采集系统简单介绍随着自动控制的发展，数据采集越来越被广泛应用，如医疗、工业等方面，数据采集是指将温度，压力，流量，位移等模拟量通过各种传感元件做适当转换后，再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤采集，转换成数字量后，传给PC 机进行存储，处理，显示或打印的过程，相应的系统称为数据采集系统，可分为以下几种：1.基于通用微型计算机的数据采集系统将采集来的信号通过外部的采样和A/D转换后的数字信号通过接口电路送入微机内进行处理，然后再显示处理结果或经过D/A 转换输出，主要有以下几个特点:(1) 系统较强的软、硬件支持。
9、通用微型计算机系统所有的软硬件资源都可以用来支持系统进行工作。(2) 具有自开发能力。(3) 系统的软硬件的应用配置比较小，系统的成本较高，但二次开发时，软硬件扩展能力较好。(4) 在工业环境中运行的可靠性差，对安放的环境要求较高；程序在RAM 中运行，易受外界干扰破坏。2.基于单片机的数据采集系统它是由单片机及其些外围芯片构成的数据采集系统，是近年来微机技术快速发展的结果，它具有如下特点:(1) 系统不具有自主开发能力，因此，系统的软硬件开发必须借助开发工具。(2) 系统的软硬件设计与配置规模都是以满足数据采集系统功能要求为原则，因此系统的软硬件应用配置具有最佳的性价比。系统的软件一般都有应
10、用程序。(3) 系统的可靠性好、使用方便。应用程序在ROM 中运行不会因外界的干扰而破坏，而且上电后系统立即进入用户状态。3.基于DSP数字信号微处理器的数据采集系统DSP数字信号微处理器从理论上而言就是一种单片机的形式，常用的数字信号处理芯片有两种类型，一种是专用DSP芯片，一种是通用DSP芯片。基于DSP数字信号微处理器的数据采集系统的特点如下:精度高、灵活性好、可靠性好、容易集成、分时复用等，但其价格不菲。经过一系列的对比以及比较本设计采用的是单片机形式的数据采集系统。第2章 热敏电阻的温度检测装置的系统论证2.1 温度传感器的选择测量温度的关键是温度传感器，因此需要灵敏度高、测温范围宽
11、、稳定性好，同时还要考虑成本和实际情况。方案一：DS18B20数字式温度传感器，使用集成芯片，采用单总线技术，其能够有效的减小外界的干扰，提高测量的精度，同时，它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理，接口简单，使数据传输和处理简单化。部分功能电路的集成，使总体硬件设计更简洁，能有效地降低成本， 搭建电路和焊接电路时更快，调试也更方便简单化 ，但是这个温度传感器适用于精密温度测量系统中。方案二：热敏电阻的主要特点是：灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10100倍以上，能检测出10-6的温度变化；工作温度范围宽，常温器件适用于-55315，高温器件适用温度高于315（目前最高可达到2000）
