基于热敏电阻的测温控制系统设计
(完整版)基于热敏电阻的数字温度计
基于热敏电阻的数字温度计专业班级：机械1108组内成员：罗良李登宇李海先指导老师：**日期： 2014年6月12日1概述随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。
随着工业的不断发展，对温度的测量的要求也越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高，因此，温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。
目前温度计种类繁多，应用范围也比较广泛，大致可以包括以下几种方法：1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2)利用热电效应技术制成的温度检测元件3)利用热阻效应技术制成的温度计4)利用热辐射原理制成的高温计5)利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。
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。
将输出的微弱电压信号放大，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。
2设计方案2.1设计目的利用51单片机及热敏电阻设计一个温度采集系统，通过学过的单片机和数字电路及面向对象编程等课程的知识设计。
要求的功能是能通过串口将采集的数据在显示窗口显示，采集的温度达一定的精度2.2设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其温感效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来。
3系统的设计及实现3.1系统模块3.1.1 AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
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。
热敏电阻温度计的设计 实验报告
热敏电阻温度计的设计实验报告大连理工大学大学物理实验报告专业材料物理班级 0705 院(系) 材料学院成绩姓名童凌炜学号200767025 实验台号实验时间 2008 年 11 月 25 日，第14周，星期二第 5-6 节教师签字实验名称热敏电阻温度计的设计教师评语实验目的与要求:(1) 掌握电阻温度计测量温度的基本原理和方法。
(2) 设计和组装一个热敏电阻温度计。
主要仪器设备:稳压电源，自制电桥盒(如右下图所示)，直流单臂电桥箱和热敏电阻感温原件等。
实验原理和内容:热敏电阻温度计的工作原理由于热敏电阻的阻值具有随温度变化而变化的性质，我们可以将热敏电阻作为一个感温原件，以阻值的变化来体现环境温度的变化。
但是阻值的变化量以直接测量的方式获得可能存在较大的误差，因此要将其转化为一个对外部条件变化更加敏感的物理量; 本实验中选择的是电流，通过电桥可以将电阻阻值的变化转化为电流(电压)的变化。
R2、R3为可调节电阻， Rt为电桥的结构如右图所示， R1、热敏电阻。
当四个电阻值选择适当时，可以使电桥达到平衡，即AB之间(微安表头)没有电流流过，微安表指零; 当Rt发生变化时，电桥不平衡， AB间有电流流过，可以通过微安表读出电流大小，从而进一步表征温度的变化。
- 1 -当电桥不平衡时，可以描绘成如右侧的电路图。
根据基尔霍夫定律和R1=R2的条件，能够求得微安表在非平衡状态下的电流表达式:R2tU,(1)cdR，R3t I,gRR3tR，R，221gR，R3t式中， Ucd为加载在电桥两端的电压， Rg为微安表头的内阻值。
可以见到，为使Ig为相关于Rt的单值函数， R1、R2、R3和Ucd必须为定值，而其定制的大小则决定于以下两个因素:1) 热敏电阻的电阻-温度特性。
2) 所设计的温度计的测温上限t1和测温下限t2。
步骤与操作方法:1. 温度计的设计(1) 测出所选择的热敏电阻Rt-t曲线(或由实验室给出)。
热敏电阻温度计的设计
热敏电阻温度计的设计热敏电阻温度计的设计一、引言温度是测量各种物理和化学过程的关键参数。
热敏电阻温度计由于其出色的精度、快速响应和稳定性，在温度测量领域具有广泛的应用。
本文将详细介绍热敏电阻温度计的设计原理、结构、以及在实际应用中的注意事项。
二、设计原理热敏电阻温度计基于热电效应原理。
在导体中，自由电子因温度变化而产生热运动，产生电流。
这种现象被称为热电效应。
热敏电阻温度计利用这种效应来测量温度。
1.热电阻材料热敏电阻材料应具有高电阻率、良好的温度系数、稳定的物理和化学性质、以及可接受的响应时间。
常用的热敏电阻材料包括铜、镍、钴等。
2.测温原理热敏电阻的阻值随温度变化而变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定温度的变化。
为了获得准确的温度读数，需要将电阻的变化转化为电压或电流的变化，再通过一定的算法进行计算。
三、设计结构热敏电阻温度计主要包括以下几个部分：1.热敏电阻热敏电阻是温度计的核心部件，负责感应温度的变化。
2.测量电路测量电路用于测量热敏电阻的电阻值，并将电阻值的变化转换为电压或电流的变化。
常用的测量电路包括惠斯通电桥和恒流源电路。
3.数据处理单元数据处理单元接收来自测量电路的信号，通过一定的算法处理数据，得出温度读数。
4.显示单元显示单元用于显示测得的温度读数。
四、实际应用及注意事项1.安装位置热敏电阻应安装在被测物体表面或内部，以减小误差。
对于移动或旋转的物体，应选择合适的安装位置，以避免因运动产生的误差。
2.绝缘要求为避免误差，热敏电阻与测量电路之间应具有良好的绝缘。
绝缘材料的选择应考虑被测物体的环境条件，如湿度、压力等。
3.校准为了确保准确的温度读数，热敏电阻温度计应定期进行校准。
校准过程中，应使用已知标准温度的参考物体对温度计进行校准。
4.稳定性检测长时间使用后，热敏电阻可能会出现老化现象，导致温度读数的不准确。
因此，应定期对热敏电阻进行稳定性检测，以保证测得的温度读数的准确性。
5.环境因素环境因素如湿度、压力、光照等可能影响热敏电阻的温度读数。
基于Pt100_热电阻的简易温度测量系统毕业设计论文1 精品
基于PT100热电阻的简易温度测量仪摘要：本文首先简要介绍了铂电阻PT100的特性以及测温的方法，在此基础上阐述了基于PT100的温度测量系统设计。
在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。
通过对电路的设计，减小了测量电路及PT100自身的误差，使温控精度在0℃～100℃范围内达到±0.1℃。
本文采用STC89C52RC单片机，TLC2543 A/D转换器，AD620放大器，铂电阻PT100及液晶系统，编写了相应的软件程序,使其实现温度及温度曲线的实时显示。
该系统的特点是：使用简便；测量精确、稳定、可靠；测量范围大；使用对象广。
关键词：PT100 单片机温度测量 AD620 TL431AbstractThis article briefly describes the characteristics of PT100 platinum resistance and temperature measurement method, on the basis it describes the design of temperature measurement system based on PT100. In this design, it is use a PT100 platinum resistance as temperature sensor, in order to acquisition the temperature signal, it use of constant-current temperature measurement method and use single-chip control, Amplifier, A / D converter. It can still improve the perform used two-wire temperature circuit and reduce the measurement eror. The temperature precision is reached ±0.1℃ between 0℃～100℃.The system contains SCM(STC89C52), analog to digital convert department (TLC2543), AD620 amplifier, PT100 platinum, LCD12864, write the corresponding software program to achieve real-time temperature display. The system is simple , accurate , stable and wide range. Keywords:PT100 MCU Temperature Measures AD620 TL431目录前言 (4)第一章方案设计与论证 (6)1.1 传感器的选择 (6)1.2 方案论证 (7)1.3 系统的工作原理 (8)1.4 系统框图 (9)第二章硬件设计 (9)2.1 PT100传感器特性和测温原理 (9)2.2 硬件框图以及简要原理概述 (11)2.3 恒流源模块测温模块设计方案 (11)2.4 信号放大模块 (12)2.5 A/D转换模块 (15)2.6 单片机控制电路 (18)2.7 显示模块 (19)第三章软件设计 (19)3.1系统总流程的设计 (19)3.2 主函数的设计 (20)3.3 温度转换流程图的设计 (21)3.4 显示流程图 (21)3.5 按键流程的设计 (22)第四章数据处理与性能分析 (23)4.1采集的数据及数据处理 (23)4.2 性能测试分析 (23)第五章结论与心得 (24)1 结论 (24)2 心得 (24)附录1 原理图 (25)附录2 元器件清单 (26)附录3 程序清单 (27)前言随着科技的发展和“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
用热敏电阻改装温度计的设计方案 广东第二师范学院
数据处理
原始数据：(用Excel进行数据记录和整理)
化作春风守护你
数据处理
数据处理
本设计使用软件Matlab 绘制R-T曲线，运用 最小二乘法进行曲线拟合。 最小二乘法（又称最小平方法）是一种数 学优化技术。 它通过最小化误差的平方和寻找数据的最 佳函数匹配。 利用最小二乘法可以简便地求得未知的数 据，并使得这些求得的数据与实际数据之 间误差的平方和为最小 。
确定校正曲线
相对误差分析
现以两次实验数据验证本设计的精确度。
相对误差1= |(T标-T实)|/ T标= (4342.7)/43= 0.698% 相对误差2=|(T标-T实)|/ T标= (69.3-69)/69= 0.435%
改进空间
1使用刻度更加准确的水银温度计，水银温度计达 到0.1℃的定标值，更加准确。 2 采用DS18B20数字温度传感器作为检测单元， 测温范围 －55℃～+125℃，固有测温误差精确到 0.5℃。 3 采用可编程器件，如CPLD，FPGA或者微处理 器芯片，如STC89C51单片机作为中央处理器， LCD或LED作为可视化数据输出单元，可同步、 直观地显示出当前液体温度值。
测温原理简介
热敏电阻原理 热敏电阻具有负的电阻温度系数的元件，电阻值 随温度的升高而下降，这是因为热敏电阻有半导 体制成，在这些半导体内部，自由电子数目随温 度的升高增加的很快，导电能力很快增强，虽然 原子振动也会加剧并阻碍电子的运动。但这样作 用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导 电性能的作用，所以温度上升会使电阻下降。 这样我们就可以测量电桥平衡时通过桥路的电流 大小来表征温度的高低。
设计目标
用热敏电阻改装的温度计， 准确测量0℃～ 100℃液体的 实时温度。
基于STM32的热敏电阻分压式测温系统设计
1 引言
随着医疗行业的发展，越来越多的制冷制热设 备运用于医疗行业。医用超低温冰箱对冷柜的环 温、冷凝器探头温度、换热器探头温度及柜温探头 温度的要求都很高。测温电路是这些设备的基本 组成部分，其精度和分辨率不但决定一个产品的温 控水平，而且是实现智能温控的一个必要前提。基 于 NTC 热敏电阻的分压式测温系统设计，其软硬件 简单、成本低、测温精度高的热敏电阻测温模块设 计，经实际测量实验，这种设计方案在整个测温范
摘 要 NTC 热敏电阻是一种负温度系数的温度传感器，并在测温系统中广泛应用。该系统以 STM32F103ZET6 微控 制器为核心，通过热敏电阻分压来测量系统的温度，具有精度高、分辨率高、体积小、响应速度快、成本低、功耗低等特点，数 据处理基于对热敏电阻测温曲线的分段线性化、分段线性插值处理，提高了测量精度。所设计的测温模块对-50℃～100℃ 范围内的温度进行了实测，效果良好。
∗ 收稿日期：2017 年 10 月 6 日，修回日期：2017 年 11 月 25 日 作者简介：董晓宇，女，硕士研究生，研究方向：电子与通信。孟海彦，男，硕士研究生，研究方向：电子信息、测控技 术。孔令布，男，硕士研究生，研究方向：电子信息、传感器。
2018 年第 4 期
计算机与数字工程
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由图 3 曲线可清楚的看出热敏电阻阻值随温 度的变化为负温度系数。
图 2 跳线帽跨接电路图
2.2 影响热敏电阻阻值测量精度的主要因素
热敏电阻阻值获取的精度是影响模块测温精
热敏电阻温度计的设计
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R R 编辑ppt
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t2
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原理提示
1、利用负温度系数热敏电阻的温度特性
RT(K)
B
RT AeT
A、B是与材料 有关的常数
t(0C )
测出阻值RT的变化就能推测出温度T的变化
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原理提示
2、利用非平衡电桥原理
R1=R2，Rt=R3 ——电桥平衡 Rt变化，电桥平衡被破坏,
G有电流通过，指针发生偏转，
（3）测量: S扳向”测”, 温度计处于测量 状态, 读出微安表和温度值
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实验任务
1 由图组电路, 设计电路参数Ucd, R1(R2), R3和R4
2 把R1(R2), R3和R4调到设计值, 安装一台热敏电阻 温度计
3 用一支水银温度计(标准), 对这台温度计进行校 验,求出测量误差 (选做)
（1） Ucd的确定： 1.1~1.4V
（2） R 3 值的确定： R3 Rt1 （3） R1(R2) 的确定：
R 1( (R R tt1 1 R R tt2 2 ) )U Ig cm d 2 (R gR t1 R tR 1t 1 R R t2 t2 R t2R g)
（4）R 的确定: R4R4Rt2
（4）R 的确定: R4R4Rt2
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R R 4 编辑ptp2t
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原理提示
5、制作定标曲线
t /0 C
ti
I gi
Ig / A
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原理提示
热敏电阻温度计配线图
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原理提示
6、测温操作程序
（1）通电: 为防止微安表及热敏电阻过载, 通电前电位器R最小
热敏电阻测温电路设计方案汇总
热敏电阻测温电路设计⽅案汇总 1、原理电路 本测温控温电路由温度检测、显⽰、设定及控制等部分组成，见图2.2.1。
图中D1~D4为单电源四运放器LM324的四个单独的运算放⼤器。
RT1~RTn为PTC感温探头，其⽤量取决于被测对象的容积。
RP1⽤于对微安表调零，RP2⽤于调节D2的输出使微安表指满度。
S为转换开关。
图2.2.1测温控温电路 由RT检测到的温度信息，输⼊D1的反馈回路。
该信息既作为D2的输⼊信号，经D2放⼤后通过微安表显⽰被测温度；⼜作为⽐较器D4的同相输⼊信号，与D3输出的设定基准信号，构成D4的差模输⼊电压。
当被控对象的实际温度低于由RP3预设的温度时，RT的阻值较⼩，此时D4同相输⼊电压的绝对值⼩于反相输⼊电压的绝对值，于是D4输出为⾼电位，从⽽使晶体管V 饱和导通，继电器K得电吸合常开触点JK，负载RL由市电供电，对被控物进⾏加热。
当被控对象的实际温度升到预设值时，D4同相输⼊电压的绝对值⼤于反相输⼊电压的绝对值，D4的输出为低电位，从⽽导致V截⽌，K失电释放触点JK⾄常开，市电停⽌向RL供电，被控物进⼊恒温阶段。
如此反复运⾏，达到预设的控温⽬的。
2、主要元器件选择 本测温控温电路选⽤PTC热敏电阻为感温元件，该元件在0℃时的电阻值为264Ω，制作成温度传感器探测头，按图2.2.2线化处理后封装于护套内。
图2.2.2线化电路 线化后的PTC热敏电阻感温探头具有良好的线性，其平均灵敏度达16Ω/℃左右。
如果采⽤数模转换⽹络、与⾮门电路及数码显⽰器，替代本电路的微安表显⽰器，很容易实现远距离多点集中的遥测。
继电器的选型取决于负载功率。
为便于调节，RP1~RP4选⽤线性带锁紧机构的微调电位器。
3、安装与调试 调试⼯作主要是调整指⽰器的零点和满度指⽰。
先将S接通R0，调节RP1使微安表指零，于此同时，调节RP4使其阻值与RP1相同，以保持D1与D4的对称性。
然后将S接通R1，调节RP2使微安表指满度。
ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释
ntc热敏电阻测温电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文讨论的是NTC热敏电阻测温电路设计。
在现代科技发展中，温度测量是非常重要的一项技术。
NTC热敏电阻作为常见的温度传感器之一，具有精确、可靠、成本低廉等特点，广泛应用于各个领域。
1.2 文章结构本文主要分为五大部分。
第一部分是引言，对文章进行概述说明以及目的阐述。
第二部分详细介绍了NTC热敏电阻的基本知识和特性。
第三部分讨论了温度测量原理及方法，并与其他常见温度测量方法进行比较。
第四部分重点探讨了NTC 热敏电阻测温电路设计的要点，包括选择合适的NTC热敏电阻型号与参数设置、温度补偿与校准技巧以及信号处理与转换电路设计要点。
最后一部分是结论和展望，总结了文章的主要内容并对未来发展进行了展望。
1.3 目的本文的目的是提供关于NTC热敏电阻测温电路设计方面的详细说明和解释。
通过对NTC热敏电阻的介绍和温度测量原理的解析，帮助读者了解如何选择合适的NTC热敏电阻、进行温度补偿与校准，并设计出高效可靠的信号处理与转换电路。
同时，本文还展望了NTC热敏电阻测温技术在未来的发展方向。
2. NTC热敏电阻简介2.1 什么是NTC热敏电阻NTC热敏电阻全称为负温度系数热敏电阻( Negative Temperature Coefficient Thermistor)，是一种根据温度变化而改变阻值的传感器。
它由金属氧化物制成，具有负温度系数特性，即当温度上升时，其电阻值会下降；反之，当温度下降时，电阻值会增加。
2.2 NTC热敏电阻的特性NTC热敏电阻具有许多独特的特性。
首先，它们响应速度快，能够实时测量环境温度。
其次，NTC热敏电阻的响应范围广泛，可覆盖从低至几摄氏度到高达几百摄氏度的整个温度范围。
此外，NTC热敏电阻精确可靠，在稳态和非稳态情况下都能提供准确的温度测量结果。
2.3 应用领域NTC热敏电阻广泛应用于各个领域中的温度测量与控制。
它们被广泛用于家电、汽车、电子设备等领域，在温度测量、过热保护、温度补偿等方面发挥着重要作用。
三线制pt100热电阻测温电路的设计
三线制pt100热电阻测温电路的设计以三线制PT100热电阻测温电路的设计为标题，本文将详细介绍该电路的设计原理、组成部分以及工作原理。
一、设计原理三线制PT100热电阻测温电路是一种常用的温度测量电路，其基本原理是利用PT100热敏电阻的温度特性来测量被测温度。
PT100热敏电阻是一种铂电阻，其电阻值随着温度的变化而变化，具有较高的精度和稳定性。
二、组成部分1. PT100热敏电阻：PT100热敏电阻是测温电路的核心元件，其电阻值与温度成正比，通常采用铂电阻材料制成。
2. 增加电阻：为了提高电路的灵敏度和测量范围，通常在PT100热敏电阻前串联一个固定电阻，使电路的总电阻变化更大。
3. 恒流源：为了保持电路中的恒定电流，通常在电路中加入一个恒流源，保证电流的稳定性。
4. 运放：为了放大电路中的微弱信号，通常在电路中加入一个运放，以提高电路的灵敏度和抗干扰能力。
5. A/D转换器：为了将模拟信号转换为数字信号，通常在电路中加入一个A/D转换器，以便通过数字方式读取温度值。
三、工作原理1. 恒流源通过PT100热敏电阻和增加电阻形成一个电桥电路，使电流通过PT100热敏电阻。
2. PT100热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，从而使电桥电路产生不平衡电压。
3. 运放对电桥电路的不平衡电压进行放大，输出一个与温度成正比的电压信号。
4. A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，通过数字方式读取并显示温度值。
四、电路设计注意事项1. 选择合适的PT100热敏电阻：根据被测温度范围选择合适的PT100热敏电阻，确保其电阻值变化在合适的范围内。
2. 确保电路的稳定性：恒流源和运放的选择要保证电路的稳定性，避免温度变化对测量结果的影响。
3. 抗干扰能力：合理布局电路，采取屏蔽措施，提高电路的抗干扰能力，避免外界干扰对测量结果的影响。
4. 温度补偿：由于PT100热敏电阻的温度特性并非完全线性，为了提高测量的准确性，可以进行温度补偿，校正测量结果。
电子设计大赛论文-热敏电阻测温电路设计
电子设计大赛论文（B组）热敏电阻测温电路设计第三十组K3队组队成员：顾代辉黄龑罗程2010年5月23日摘要：科技发展，很多工业化的生产都需要温度测量，这使得温度测量仪器变成一个很重要的东西。
下面我们将题目所给的温度测量电路进行分析和改动设计。
题目所给图是一个在工业场合的温度测量系统，采用RTD 电阻温度检测器。
通过分析可知，ref R 两端分到的电压即为ref V ,Vo3输出的电压即为NTC 两段分到的电压。
而要求我们设计的电路所用的是NTC 负温度系数热敏电阻器。
题目要求我们将电流产生电路的电流控制在0.1m A 。
这里我们简单的将r ef R 改成25k 。
对于滤波电路，我们设计各个参数使得其截至频率在100Hz 左右，就能滤掉1000HZ 的干扰信号；对于基准源，我们都用基本的连接方法，输出电压为2.5V ；对于稳压管，输出电压为恒定的5V ；对于串口连接，我们用到MAX232芯片其中一个接口，与单片机的RXD/TXD 连接传输数据。
关键词：温度传感器 A VR 串口显示I ．电路分析（1）电流产生电路分析：首先对于运放A1，由虚短和虚断，可知111211120V V II === 有：11212210O V V V R R --= 可解得：1121122=O V V V =即第一个运放功能为将信号放大两倍。
对于运放A2,同理，有212221220V V I I ===有:221O V V =可见，运放A2是一个电压跟随器。
又：24211234()2REF O REF O O V V R V V V V R R -⨯+=+=+ 11122O REF O V V V V ==+故：REF R 两端分到的电压为122R O REF REF O O REF V V V V V V V =-=+-=由此可见：REF R 两端分压恒为基准电压REF V ，只要基准电压和REF R 的值不变，则通过REF R 的电流REF REF V I R = 2.512.5mA k==为恒定值，该电路的作用为产生恒定电流。
基于Multisim的NTC热敏电阻温度测量电路的设计与仿真
1引言温度作为表示物体冷热程度的一个物理量，其在我国工农业生产的过程和现代科学研究过程中，都是一个非常重要的物理参数。
而随着科学技术水平的不断提高,温度测量技术也得到了不断发展。
温度测量技术的核心器件为温度传感器。
NTC热敏电阻作为温度传感器家族的一员，具备体积小、响应速度快、工作范围宽、稳定性好、价格低廉等一系列优点，在测温电路当中得到了广泛的应用，但由于NTC热敏电阻本身是一个非线性元件，存在严重的热电非线性问题，使得对应的温度测量电路的设计相对复杂。
而在设计过程中引入Multisim这一专门用于电子线路仿真与设计的EDA 工具软件，通过引入计算机辅助仿真技术，在计算机上来完成整个硬件电路的电路设计，从而减轻硬件电路验证阶段的工作量，同时，其界面友好、功能强大、易学易用的特点，使得其成为电类设计开发人员青睐的硬件开发仿真工具之一，也为电子类专业教学创建了一个良好的平台[1]。
2Multisim软件简介Multisim软件原名EWB，本身来源于加拿大图像交互技术公司（Interactive Image technologies简称IIT公司），后被美国国家仪器有限公司(National Instruments,简称NI)收购后，更名为NI Multisim。
它是一款以Windows为基础的用于电子电路仿真和设计的EDA仿真工具软件。
其主要功能是用软件的方法来虚拟常用电工、电子元器件以及常用的电工、电子中用到的仪器和仪表，借助Multisim软件，我们可以很轻松地在个人计算机上设计、测试和演示各种电子电路，也可对电路中的各元器件人为设置各种故障，来检测电路在对应情况下的工作状态。
Multisim软件的主要特点有：①元件库十分丰富；②虚拟仪器、仪表种类齐全；③有很强的电路分析功能；④有丰富的Help功能等[2]。
3热敏电阻器103AT-2表1103AT-2型热敏电阻器的温度阻值对应表温度℃10202530405060708090100阻值Ω27.28K17.96K12.09K10K8.313K5.828K4.161K3.021K2.229K1.669K1.266K973.5R热敏电阻传感器简称热敏电阻器，顾名思义，是一种对温度十分敏感的电阻器。
热敏电阻测温电路
热敏电阻测温电路概述热敏电阻（thermistor）是一种将温度变化转化为电阻变化的传感器。
热敏电阻测温电路是一种常见的温度测量方法，通过读取热敏电阻的电阻值来确定温度。
本文将介绍热敏电阻测温电路的工作原理、电路设计以及使用注意事项。
工作原理热敏电阻的电阻值与温度呈负相关关系，温度升高时电阻值减小，温度降低时电阻值增加。
这是因为热敏电阻的电阻值受其内部材料温度相关性的影响。
常见的热敏电阻有两种类型：PTC（正温度系数）和NTC （负温度系数）。
PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增加，而NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而减小。
热敏电阻测温电路利用了热敏电阻温度-电阻特性的这一特点，通过测量电阻值来间接确定温度。
电路设计热敏电阻测温电路一般由以下几部分组成：1.热敏电阻：选择适当的热敏电阻类型和参数，根据测量范围和精度要求进行选择。
2.偏置电阻：为了减小热敏电阻的电阻变化对测量结果的影响，一般需要在热敏电阻和测量电路之间加入一个偏置电阻。
3.电桥：为了提高测量精度，常常使用电桥电路来测量热敏电阻的电阻值。
电桥电路一般由热敏电阻、偏置电阻和参考电阻组成。
4.读取电路：读取电桥电路的输出电压，通过将输出电压与参考电压进行比较，可以得到热敏电阻的电阻值，从而确定温度。
使用注意事项在设计和使用热敏电阻测温电路时，需要注意以下几点：1.热敏电阻的特性：了解选用的热敏电阻的温度-电阻特性，以及其额定工作范围和精度。
2.偏置电阻的选择：根据热敏电阻的特性和设计要求，选择适当的偏置电阻，以使热敏电阻的电阻变化对测量结果的影响最小化。
3.电桥电路的设计：根据热敏电阻的特性和设计要求，设计适当的电桥电路，以提高测量精度。
4.温度补偿：热敏电阻的温度-电阻特性可能受到环境温度的影响，在一些应用中，可能需要进行温度补偿以提高测量精度。
5.输出接口：根据实际需求，选择合适的输出接口（如模拟电压输出或数字信号输出），以便接入其他设备或系统。
单片机课程设计报告 基于单片机的热敏电阻测温系统设计
单片机课程设计报告-- 基于单片机的热敏电阻测温系统设计单片机课程设计报告2011 / 2012 学年第 2学期课程名称：单片机课程设计上机项目：基于单片机的热敏电阻测温系统设计专业班级：电子信息工程02班1摘要在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。
传统的测温元件有热电偶和热电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
我们采用温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出被侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于STC12C5608AD单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用数码管驱动芯片CH451显示，能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，STC12C5608AD单片机功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词：温度测量DS18B20 STC12C5608AD CH451目录2摘要 (2)第1章绪论 (4)第2 章时间安排 (5)第3章设计方案及选材 (6)3.1 系统器件的选择 (7)3.1.1温度采集模块的选择与论证 (7)3.1.2 显示模块的选择与论证 (8)3.2 设计方案及系统方框图 (8)3.2.1 总体设计方案 (8)3.2.2 系统方框图 (9)第4章硬件设计 (10)4.1 总系统组成图 (10)4.2 温度测量传感器部分 (10)4.3 控制部分 (10)4.4 显示部分 (11)4.5 报警部分 (12)第5章程序流程图设计 (13)5.1 主程序流程图 (13)5.2 温度采集流程图 (14)第6章总结 (15)参考文献 (16)3第1章绪论现在电子技术日新月异，各种新型的自动控制系统也越来越多地运用到人们的日常生活、工业生产等领域，它不但可以提高劳动生产率，而且可以使控制的设备或执行的操作更加精确。
热敏电阻传感器温度检测电路设计
热敏电阻传感器温度检测电路设计热敏电阻传感器温度检测电路设计摘要随着科技的提高，电子电器飞速发展，人民生活水平有了很大提高。
各种高档家电和贵重物品为许多家庭所拥有。
然而一些不法分子也越来越多。
这点就是因为不法分子看到了大部分人防盗意识不够强所造成的结果。
因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。
报警系统这时为人们解决了大部分问题。
：本文介绍了一种基于热释电效应的被动式红外报警器的设计，并对其工作原理进行了简要说明关键词：A/D转换器, AT89C51, PT100, ADC0809, 4位共阴数码管目录1 绪论 (1)1.1课题描述 (1)1.2基本工作原理及框图 (1)2 相关芯片及硬件 (1)2.1单片机选型 (2)2.1.1 AT89C51的功能特性 (2)2.2温度传感器选择 (3)2.3模数转换器选型 (3)2.4总体方案 (4)3 硬件电路设计 (4)3.1时钟电路 (4)3.2复位电路 (4)3.3A/D转换设计 (5)3.3.1 位逐次逼近式A/D转换器ADC0809 (5)3.3.2 ADC0809应用注意事项 (5)3.3.3 模数转换模块电路 (5)3.4放大电路设计 (6)3.5显示电路设计 (7)3.6报警电路 (8)4 系统软件设计 (9)4.1主程序设计 (9)4.1.1 程序说明 (9)4.1.2 流程图 (9)4.2AD转换设计 (9)4.2.1 标度变换说明 (9)4.3显示子程序的设计 (10)总结 (12)致谢 (19)参考文献 (19)1绪论1.1课题描述随着科技的提高，电子电器飞速发展，人民生活水平有了很大提高。
各种高档家电和贵重物品为许多家庭所拥有。
然而一些不法分子也越来越多。
这点就是因为不法分子看到了大部分人防盗意识不够强所造成的结果。
因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。
报警系统这时为人们解决了大部分问题。
但是市场上的报警系统大部分是适用于一些大公司的重要机构。
ntc热敏电阻电路设计
ntc热敏电阻电路设计
【实用版】
目录
一、NTC 热敏电阻的概念与特性
二、NTC 热敏电阻电路设计原理
三、NTC 热敏电阻电路应用实例
四、NTC 热敏电阻电路的优点与局限性
正文
一、NTC 热敏电阻的概念与特性
TC（Negative Temperature Coefficient）热敏电阻是一种具有负温度系数的半导体陶瓷材料，其电阻值随温度的升高而呈指数关系减小。
NTC 热敏电阻器广泛应用于测温、控温、温度补偿等方面，具有精度高、感温时间短等优点。
二、NTC 热敏电阻电路设计原理
TC 热敏电阻电路设计主要依据其特性，通过电阻的变化实现对温度的测量与控制。
常见的 NTC 热敏电阻电路设计包括电桥平衡电路、分压电路等。
1.电桥平衡电路：在电桥平衡电路中，NTC 热敏电阻作为温度传感器，其阻值随温度变化而变化，使得电桥平衡电阻也随温度变化而变化，从而实现对温度的测量。
2.分压电路：在分压电路中，NTC 热敏电阻与固定电阻共同组成分压电阻，其阻值随温度变化而变化，从而改变分压电阻的电压，实现对温度的测量与控制。
三、NTC 热敏电阻电路应用实例
TC 热敏电阻电路广泛应用于各种测温、控温场景，如粮仓测温仪、食品储存、医药卫生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等领域的温度测量。
四、NTC 热敏电阻电路的优点与局限性
TC 热敏电阻电路具有精度高、感温时间短、结构简单等优点，适用于各种温度测量与控制场景。
基于热敏电阻的温度计设计
Hefei University温度计设计报告基于热敏电阻的温度计设计引言热敏电阻是一种敏感元件，其特点是电阻随温度的变化而显著变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化，也就是说能将温度信号转化为电信号，从而实现了非电量的测量。
热敏电阻一般是用半导体材料制成的温度系数范围约为：（－0.003~＋0.6）／℃。
热敏电阻的温度系数有正有负，因此分成PTC热敏电阻和NTC热敏电阻两类。
NTC热敏电阻是以锰、钴、镍铜和铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制成。
这些金属氧化物都具有半导体性质。
近年来还有用单晶半导体如碳化硅等材料制成的（国产型号 MF91~MF96）负温度系数热敏电阻器。
NTC热敏电阻做为温度传感器具有体积小，结构简单，灵敏度高，并且本身阻值大，一般在102~105之间，不需要考虑引线长度带来的误差，易于实现远距离测量和控制。
NTC热敏电阻的测温范围较宽，特别适用于－100~300℃之间的温度测量。
NTC热敏电阻在工作温度范围内，其阻值随温度增加而显著减小，大多用于测温和控温，可以制成流量计和功率等。
一、 实验原理1、负温度系数热敏电阻的温度特性统计理论指出，热敏电阻的电阻值与温度的关系为：Rt = A ·exp B ／T ，其中A 、B —半导体有关的常熟（理论分析和实验结果表明，B 值随温度略有变化，但在一般工作温度范围内近似为常数；B 值越大，阻值随温度的变化越大）; T 表示热力学温度。
t 表示摄氏温度，且T ＝273.15＋t ；Rt —在摄氏温度为t 时的电阻值，随温度上升，其电阻值呈指数关系下降（如图一）。
图1 负温度系数热敏电阻的温度特性 图2 非平衡电桥 图3 热敏电阻温度计的温度与电流特性T2、非平衡电桥电桥是一种用比较法进行测量的仪器。
所谓非平衡电桥，是指在测量过程中电桥是不平衡的。
桥路上的电流不为零，桥路上的电路的大小与电源电压，桥臂电阻有关。
利用非平衡电桥进行测量时，应具体选定，除待测电阻外其他电阻的阻值以及电源电压，这样待测电阻Rt与桥路上的电流Ig 就有唯一对应的关系，确定Rt-Ig的关系的过程，即为非平衡电桥的定标。
基于热敏电阻的数字温度计课程设计
目录1 绪论12 系统硬件电路设计3测温电桥电路3信号放大电路 (6)AD转换电路 (7)控制电路 (9)声光报警电路 (10)显示电路 (11)电源电路 (12)3 系统软件设计154 总结与展望 (16)参考文献 (17)1概述随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入,温度作为一个重要的物理量,是工业生产过程中最普遍,最重要的工艺参数之一;随着工业的不断发展,对温度的测量的要求也越来越高,而且测量的范围也越来越广,对温度的检测技术的要求也越来越高,因此,温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题;目前温度计按测使用的温度计种类繁多,应用范围也比较广泛,大致可以包括以下几种方法：1，利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2，利用热电效应技术制成的温度检测元件3，利用热阻效应技术制成的温度计4，利用热辐射原理制成的高温计5，利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应;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;将输出的微弱电压信号通过OP07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;系统硬件原理图如图1—1图1—1系统框图系统硬件原理图如图1—1所示,由热电阻传感器测的外界温度,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贝单片机识别和运算的数字信号,然后在通过软件编程通过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：AT89C51 单片机系统是数字霍尔电流表的核心部分,主要任务有：控制TLC2543,为其提供合适的时序,使其正常工作和采集模数转换后的数字信号,使用软件滤除干扰,并对数字信号进行计算,然后输出显示;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直流电,给传感器,放大电路,单片机,TLC2543等供电;5.显示电路,声光报警电路：显示电路的作用是将测量的温度实时显示出来,当测量温度超过限定值时报警电路将发出声光进行报警;2 数字温度计系统硬件电路设计系统由五大部分组成：1测温电桥温量电路；2数据采集,滤波,放大,AD转换电路；3单片机AT89C51控制及数据计算电路；4电源电路；5温度实时显示电路和声光报警电路;测温电桥电路本次课程设计的测温电路为测温电桥,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较高,其要比金属大10～100倍以上,能检测出10-6℃的温度变化；②宽,常温适用于-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～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;本次设计采用的是正温度系数的热电阻PT100,它是最常用的温度传感器之一,与其他热敏电阻相比,它的主要优点是测量精度高可精确到摄氏度,线性度好,测量范围广-200℃～650℃,性能稳定,使用方便,完全满足设计要求,所以我最终选择铂电阻PT100作为传感器;PT100温度传感器属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示：在0～650℃范围内：Rt =R0 1+At+Bt2在-200～0℃范围内：Rt =R0 1+At+Bt2+Ct-100t3式中A、B、C 为常数,其中A=×10-3；B=×10-7；C=×10-12；图2-2 电阻温度曲线图由于它的电阻—温度关系的线性度非常好,电阻温度曲线如图2-2 所示,因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro1+αT其中α=, Ro为100Ω在0℃的电阻值,T为华氏温度;Pt100是电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,然后再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度;测温电路原理图如下图所示：图如上图所示,热敏电阻RT和RA1,RB1,RC1,以及可变电阻R2组成一个测温电桥,在温度为20度时,调节R2使电桥达到平衡;当温度升高时,热敏电阻的阻值变大,电桥失去平衡,电桥输出的不平衡电压,经过滤波后,输入运算放大器,进行放大处理;电桥的分析：电桥原理图：电桥灵敏度的分析：当各桥臂发生微小变化时,电桥失去平衡,其输出为：信号放大电路本次课程设计,放大模块采用的是OP07放大集成电路;OP07芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路;由于OP07具有非常低的输入失调电压对于OP07A 最大为25μV ,所以 OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施;OP07同时具有输入偏置电流低OP07A为±2nA 和开环增益高对于OP07A为300V/mV的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得 OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面;OP07具有以下特点：超低偏移： 150μV最大 ;低输入偏置电流： ;低失调电压漂移：μV/℃ ;超稳定,时间： 2μV/month 最大高电源电压范围：±3V至±22VOP07的引脚分布如下图所示：OP07芯片引脚功能说明：1和8为偏置平衡调零端,2为反向输入端,3为正向输入端,4接地,5空脚 6为输出,7接电源+;OP07放大电路的电路原理图如下所示：如上图所示,将测温电桥的输出用差分的方式输入OP07,放大60倍以获得合适的AD输入电压;AD转换电路此次课程设计的AD转换电路,负责将放大后的模拟电压信号转化为可供单片机识别的数字信号;主要采用TLC2543.TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器,使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程;由于是串行输入结构,能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中,分辨率较高,因此在仪器仪表中有较为广泛的应用;2TLC2543的特点：112位分辩率A/D转换器；2在工作温度范围内10μs转换时间；311个模拟输入通道；43路内置自测试方式；5采样率为66kbps；6线性误差±1LSBmax；7有转换结束输出EOC；8具有单、双极性输出；9可编程的MSB或LSB前导；10可编程输出数据长度;TLC2543的引脚分布如下图所示：引脚说明1电源引脚Vcc ,20脚:正电源端,一般接+5V;GND,10脚:地;REF+,14脚:正基准电压端,一般接+5V;REF-,13脚:负基准电压端,一般接地;2控制引脚CS,15脚:片选端,由高到低有效,由外部输入;EOC,19脚:转换结束端,向外部输出;I/O CLOCK,18脚:控制输入输出的时钟,由外部输入;3模拟输入引脚AIN0～AIN10 ,1～9脚、11～12脚:11路模拟输入端,输入电压范围:～Vcc+;4控制字输入引脚DATA TN PUT,17脚:控制字输入端,选择通道及输出数据格式的控制字由此输入;5转换数据输出引脚DATA OUT ,16脚:A/ D 转换结果输出的3态串行输出端;TLC2543在本设计的电路原理图如下所示：控制电路AT89C51单片机最小系统由AT89C51单片机及其外围电路组成,是数字温度计系统的核心;AT89C51单片机在高温环境中稳定性好,支持在线编程ISP,无需专用的编程器,方便调试.AT89C51单片机对很多嵌入式控制应用提供了一个高灵活有效的解决方案;它的作用是控制TLC2543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;AT89C51单片机各个引脚分布如图所示：图1 图2图3图1为单片机的晶振电路,图2为单片机的复位电路,图3为单片机的引脚分布及各引脚的接口,单片机采用5V供电;D1为单片机上电电源指示灯,为报警指示灯的接口,为报警蜂鸣器的接口,为74HC373的8位数据接口,X1,X2为晶振电路的接口,与晶振电路相连;为TLC2543的控制端口,为显示数码管的为位选控制端口,RST为单片机的复位端口,与复位电路相连;声光报警电路当测量的温度超过限定值时,声光电路将进行声光报警,提醒操作人员及时进行处理,避免系统长时间工作在高温情况下,影响系统的性能和使用寿命;声光报警电路由一个发红色光LED灯和蜂鸣器构成;电路原理图如下所示：声光报警电路显示电路显示电路由8位锁存器74HC373,4个八段数码管构成,74HC373的8个输出口分别与各个数码的8个段选端口相连;经过单片机P0输出的8位数据,进入74HC373中,先锁存,再通过单片机的口来选择要显示的位,即控制数码管的位选,通过以上所述来达到实时显示温度的目的;显示电路原理图如下所示：74HC373是八位D型锁存器,其的逻辑图和引脚排列图如下：由图可见它是三态输出结构,1引脚为输出使能控制信号端,当1引脚为低电平时,8个输出三态门导通；当其为高电平时,输出三态门为高阻态;74HC373内部集成有8位D型锁存器,1D,2D,```````8D是8个数据输入端,CP是锁存控制信号;在输出使能信号CS=0情况下,若CP为高电平,输出Q跟随输入数据D变化而变化,即D=0,Q=0,D=1,Q=1,若CP为低电平,输出Q的状态被锁存在CP变0之前时刻各相应数据输入端的电平上,当CS=1时,输出虽然为高阻态,已有的锁存数据仍然保留,新的数据也可以进入,因而输出使能信号CS不影响内部锁存功能;电源电路电源是整套系统工作的基础,要实现温度的精确测量与显示跟一个合适的稳定的电源是密不可分的,由系统组成可知,系统要正常工作需要一个稳定的+5V 电源,用来给测温电桥,单片机,显示模块,AD模块供电,要实现信号的放大还需要给放大模块提供稳定的+9V ,-9V电源;电源模块的电路原理图如下所示：由原理图可知,220V交流电经过变压,整流,滤波后分成两个支路,一路经过滤波后输入LM7809,另一路进过滤波后输入LM7909C1、C7分别为7809和7909的输入滤波电容,两路的输出经过滤波C2和C8分别为滤波电容,去高频耦合C5和C10为去耦电容后分别提供+9V,-9V稳定电压,其中路经LM7809的支路,输出后又经LM7805稳压输出+5V电源,通过上述的电压变化可以达到电路的需求;常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78 ××系列和负电压输出的79××系列;顾名思义,三端IC是指这种稳压用的集成电路,只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端;它的样子象是普通的三极管,TO- 220 的标准封装,也有9013样子的TO-92封装;用78/79系列三端稳压IC 来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜;该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V;7805和7809的封装与管脚图如图1所示,7909的封装与管脚图如图2所示图1 图2在实际应用中,应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器当然小功率的条件下不用;当稳压管温度过高时,稳压性能将变差,甚至损坏;散热片总是和接地脚相连;这样在78系列中,散热片和②脚连接,而在79系列中,散热片却和①脚连接;78系列的稳压集成块的极限输入电压是36V,最低输入电压比输出电压高3-4V;还要考虑输出与输入间压差带来的功率损耗,所以一般输入为9-15V 之间;7909的参数如下图所示：3 数字温度计系统软件设计软件总体流程设计软件设计采用c语言编程,运用模块化程序设计思想,对不同功能模块的程序进行分别编程,以便移植或调用,这样使软件层次结构清晰,有利于软件的调试修改;系统程序构建数字温度计系统软件部分采用模块化设计思想,将系统分为主程序、初始化处理模块、中断检测模块、延时处理模块、数据处理模块、显示模块,其软件系统的主程序实现流程如下图所示：NO4 总结与展望数字温度计是为了测温而设计开发的;在单片机技术与热敏电阻的巧妙结合下,可以有效测出温度,并实时数字显示,当温度超过限定值时会及时发出报警,提高了操作的安全性,同时为测量人员提供了方便;本文设计应用中,主要进行了以下几方面的工作:1 本文在前半部分详细叙述了利用热敏电阻,组成测温电桥的测温的原理及为何选用PT100,使我更加了解本设计的设计目的及要求;2 在了解热阻效应和PT100的工作原理的基础上研究和分析了系统设计方案,并对系统中遇到的不同的场景进行了分析；3 完成了数字温度计系统的硬件选型和电路设计；4 完成了系统的软件流程图设计；本文通过对数字温度计系统的设计过程及计算得出如下结论:本系统对有限温度范围内的温度测量具有较高的精度,实现了测量温度显示和超出限定温度报警功能,其主要技术指标达到了系统设计要求；本文关于数字温度计的设计,虽然可以满足广大普通客户的需求,也做了一些尝试性的探索工作,但是还存在很多不完善的地方,仍有许多方面有待进一步深入研究:１需要对热敏电阻的线性度和系统电路设计的可靠性进行进一步的研究；２本文在系统的精度方面研究非常局限,并没有做到非常精确,这就要求以后在这方面还有更近一步研究;３本次课程设计的数字温度计的测量范围具有很大的局限性,只是在理论上通过了,在实际电路中必将遇到很多问题,在硬件电路中如电源的稳定输出,滤波等方面有待很大的改善;。
温度监测及报警电路(热敏电阻+LM324)
温度监测及报警电路（热敏电阻+LM324）姓名：_____孔亮______ 学号：____0928401116____一、元件介绍：1、热敏电阻MF53-1：2、LM324：LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，lm324原理图如图所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
lm324引脚图见图2。
图一图二由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。
3、LED——发光二极管LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。
据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。
LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。
一般LED工作时，加10mA足以使之正常工作，故电阻值为V o/10mA，即为外加电阻的值，如+5V的电压下可以使用500欧姆的电阻。
二、设计原理：检测电路采用热敏电阻RT(MF53-1)作为测温元件；采用LM324作比较电路；用发光二极管实现自动报警。
报警分三级：温度>20O C，一个灯亮；温度>40O C，二个灯亮；温度>60O C，三个灯亮。
三、M ultisim仿真：仿真电路设计图说明：该仿真电路图以5kΩ的电位器模拟热敏电阻MF53—1在不同温度下的阻值，并利用分压电路将不同温度下热敏电阻下方的电位送入LM324与事先计算好的电位进行比较，当其电位大于事先计算好的电位时，运放输出高电平，点亮LED，达到报警的效果。
热敏电阻测温程序
热敏电阻测温程序热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的元件，它在现代电子设备中被广泛应用于温度测量和控制。
热敏电阻测温程序是基于热敏电阻的原理和特性设计的一种用于测量温度的程序。
本文将详细介绍热敏电阻测温程序的原理、实现方法和应用场景。
热敏电阻的原理是基于材料温度对电阻值的影响。
随着温度的升高，电阻值会发生相应的变化。
根据不同的材料特性，热敏电阻可以分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。
正温度系数热敏电阻的电阻值随温度升高而增加，而负温度系数热敏电阻的电阻值随温度升高而减小。
热敏电阻测温程序的实现方法主要有两种：电压比较法和电流比较法。
电压比较法是通过将热敏电阻作为电压分压电路的一部分，根据电压的变化来测量温度；电流比较法是通过将热敏电阻作为电流比较电路的一部分，根据电流的变化来测量温度。
这两种方法在实现过程中需要结合其他电路元件，如运放、模拟转换器等，来完成温度的测量和处理。
在热敏电阻测温程序中，需要注意的是热敏电阻的选择和校准。
不同的应用场景需要选择不同特性的热敏电阻，如正温度系数还是负温度系数热敏电阻，以及具体的温度范围和精度要求。
此外，在使用热敏电阻进行温度测量之前，需要对其进行校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
热敏电阻测温程序的应用场景非常广泛。
在工业领域，热敏电阻常被应用于温度监控和控制系统中，如空调、冰箱、热水器等。
在医疗领域，热敏电阻可以用于体温计和医疗设备中的温度测量。
此外，热敏电阻还可以应用于环境监测、气象仪器、电子设备等领域。
总结起来，热敏电阻测温程序是一种利用热敏电阻的原理和特性设计的用于测量温度的程序。
它通过测量热敏电阻的电阻值来推导出温度值，并结合其他电路元件完成温度的测量和处理。
热敏电阻测温程序在工业、医疗、环境监测等领域有着广泛的应用。
在实际应用中，需要根据具体的应用场景选择合适的热敏电阻，并进行校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
通过热敏电阻测温程序，我们能够方便、准确地获取温度信息，为各个领域的温度监测和控制提供了重要的技术支持。
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课程设计报告课程名称：传感器课程设计系别：机电工程系专业班级：自动化1101班学号：***********名：***课程题目：基于热敏电阻的测温控制系统设计完成日期：2013年11月20日指导老师：2013年11月20日附件：目录第一部分：明确实验的主要目的和要求………………………第二部分：系统设计…………………………………………….2.1学习板电路的设计………………………………………2.2电路总体设计与参数选择………………………………2.2.1设计原理………………………………………………2.2.2硬件电路的设计………………………………………2.2.3旗舰店使用和连接…………………………………….2.3模数转换电路的设计……………………………………2.4 硬件电路的设计………………………………………….2.4.1热敏电阻的选用………………………………………2.4.2 AT89C52单片机的选用及资源安排……………第三部分：系统软件设计………………………………………第四部分：系统调试与仪器使用………………………………4.1 系统调试的一起选用及其使用………………………4.2 系统调试故障的检测和分析…………………………4.3 结果分析………………………………………………第五部分：测试数据与结果分析………………………………第六部分：参考文献…………………………………………第七部分：附录………………………………………………….热敏电阻温度采集系统设计该系统采用了AT89C52单片机、NTC热敏电阻、共阴极数码管显示、电容、排阻、晶振、电阻等元器件。
摘要：本系统由TL431精密基准电压，NTC热敏电阻(MF-55)的温度采集，A/D 和D/A转换，单片机AT89C52为核心的最小控制系统，LCD1602的显示电路等构成。
温度值的线性转换通过软件的插值方法实现。
该系统能够测量范围为2—24℃，测量精度±1℃,并且能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够回调选定时刻的温度值，能计算并实时显示24小时内的平均温度、温度最大值、最小值、最大温差，且有越限报警功能。
由于采用两个水泥电阻作为控温元件，更有效的增加了温度控制功能。
关键词： NTC TL431 温度线性转换第一部分系统主要功能本系统中采用NTC热敏电阻的测温工作原理，测量的温度范围为2—24℃摄氏度,可以通过数码管直观地显示出当前温度值。
经过TL431精密稳压源输5V电压给一个桥式电阻电路，由于NTC热敏电阻的特性，所以随着温度的变化，电阻值减少了，后面在接一个三运放电路将电压放大到所需要的电压值。
输出的电压值经过8位A/D转换器ADC0804转换后，将数字信号经由单片机AT89C52进行处理，然后将这些值送由LCD1602进行显示。
第二部分系统设计2.1 学习板电路学习板系统总体设计电路图学习板系统总体设计图学习板上独立按键和矩阵按键的电路图LED 数码显示器DA 转换器 蜂鸣器 温度传感器 EEPROM计算机USB 通信接口电源键盘AD 转换器 LCD 显示器 LED 流水灯 MCUP2P3P1P0AT89C52单片机电路图AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
兼容MCS51指令系统·8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM ·32个双向I/O口·256x8bit内部RAM ·3个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率0-24MHz ·2个串行中断·可编程UART串行通道·2个外部中断源·共6个中断源·2个读写中断口线·3级加密位·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能AT89C52P为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。
功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。
主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。
RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。
VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。
P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS （19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。
2.2 电路总体设计与参数选择2.2.1设计原理图1如图1所示，当外界温度变化时，热敏电阻的阻值随着发生变化，热敏电阻上分得的电压发生变化，通过单片机的IO口和集成AD可以获得热敏电阻的电压值为V，通过计算得出热敏电阻的阻值变化规律R=V*R1/(5-V)。
由于热敏电阻的阻值与温度有表1的对应关系，将各对应值用数组形式写入程序，通过查表便可以得到此时外界的温度值。
表1 2.2.2 硬件电路图2 2.2.3器件选用及连接7 电容C2 30pF8 晶振X1 12MHZ9 排阻RP1 10K X 810 数码管8段共阴11 单片机STC12C5A60S2表2系统所用的元器件及说明如表2所示。
引脚连接安排为：P1.1引脚接热敏电阻，RST引脚接复位电路，X1、X2连接用来起振，P2.7-P2.4 引脚接数码管的1、2、3、4，P0.0-P0.7引脚接数码管的a b c d e f g h和10K的排阻。
2.3 模数转换电路前向通道中，当温度值转换为电压后，还需要将电压值进行A/D转换，转换后的值才能送到单片机进行处理。
后向通道中进行温度显示前应该先经过D/A转换2.4硬件选用2.4.1热敏电阻的选用热敏电阻器的热敏电阻有电阻值随温度升高而升高的正温度系数（简称PTC）热敏电阻和电阻值随温度升高而降低的负温度系数（简称NTC）热敏电阻。
NTC热敏电阻器，是一种以过渡金属氧化物为主要原材料，采用电子陶瓷工艺制成的热敏半导体陶瓷组件。
这种组件的电阻值随温度升高而降低，利用这一特性可制成测温、温度补偿和控温组件，又可以制成功率型组件，抑制电路的浪涌电流。
电阻温度特性可以近似地用下式来表示： R= R*EXP[B*(1/T-1/T)] 式中：RT、RN 分别表示NTC在温度T(K)和额定额定温度TN(K)下的电阻值，单位Ω，T、TN为温度，单位K（TN (k)=273.15+TN(℃)）。
B，称作B值，NTC热敏电阻特定的材料常数(Beta)。
由于B值同样是随温度而变化的，因此NTC热敏电阻的实际特性，只能粗略地用指数关系来描述，所以这种方法只能以一定的精度来描述额定温度或电阻值附近的有限的范围。
电阻－温度关系： NTC热敏电阻器CWF2-502F3950各温度点的电阻值，即电阻－温度关系表。
NTC热敏电阻器CWF2-502F3950的测温范围为[-55℃,125℃]，其电阻值的变化范围为[250062Ω,242.64Ω]。
如表1所示，列举了2-42摄氏度的电阻－温度关系。
2.4.2 AT89C52单片机的选用及单片机资源安排2.4.3 AT89C52概述本次课程设计核心元件是单片机AT89C52，下面对AT89C52做简单的概述。
2.4.4基本构造AT89C52单片机中包含中央处理器（CPU）、程序存储器（Flash）、数据存储区（SRAM）、定时/计数器、UART串口、串口2、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振动器和外部晶振等模块。
AT89C52系列单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块，可称得上一个片内系统。
单片机AT89C52的基本构造如图3所示：图32.4.5性能特点60KB的Flash片内程序存储器、256字节的内部随机存取数据存储器（RAM）、1024字节的外部存储器、1K字节的数据Flash存储（EEPROM）、ISP（在系统可编程）/IAP(在应用可编程)、看门狗、内部集成MAX810专用复位电路、外部掉电检测电路、时钟源：外部精度晶体/时钟，内部R/C振荡器、4个16位定时器、3个时钟输出口、7个外部中断I/O口、PWM(2路)/PCA(可编程计数器阵列，2路)、A/D 转换，10位精度ADC,共8路.2.4.6 AT89C52单片机资源利用本次课程设计，主要应用了AT89C52单片机中中央处理器（CPU）、高速A/D 转换、外部晶振等模块。
第三部分C语言程序流程图及代码主函数流程图：AD中断流程图：系统C程序代码：Config.h代码：#ifndef _CONFIG_H_#define _CONFIG_H_#include <STC.h>#define FOSC 12000000L#define ADC_POWER 0x80#define ADC_FLAG 0x10#define ADC_START 0x08#define ADC_SPEEDLL 0x00#define ADC_SPEEDL 0x20#define ADC_SPEEDH 0x40#define ADC_SPEEDHH 0x60#define ADC_POSITION 1 //AD通道位置0-7#define NUX_DATA P0 //数码管段选#define NUX_SEG P2 //数码管位选void Delay_ms(unsigned int ms); //延时函数void InitADC(); //初始化AD功能#endifMain.c代码：#include "config.h"unsigned int code Ttable[42][2]={2,257, 3,246, 4,236, 5,225, 6,216, 7,207 8,198 9,190 10,182 11,174 12,167 13,160 14,154 15,148 16,142 17,136 18,131 19,126 20,121 21,116 22,112 23,107 24,103 25,100 26,96 27,92 28,89 29,8630,82 31,80 32,77 33,74 34,71 35,69 36,66 37,64 38,62 39,60 40,58 41,56 42,54 43，52 }; // 此数组保存热敏电阻的温度值（从2-43摄氏度），超出无效unsigned char code TableDATA[13]={0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D,0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F/*0-9*/, 0x00/*无*/, 0x02, 0x39,}//数码管数字0-9unsigned char code TableSEG [ 4] = {0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};//数码管位置0-3unsigned char show[4];//定义温度全局/********************************************** 函数名称: void Delay_ms(unsigned int ms)** 功能描述: 延时函数** 输入: unsigned int ms 延时时间** 输出: 无** 全局变量: 无** 调用模块: 无**********************************************/void Delay_ms(unsigned int ms){for(;ms>0;ms--);}/******************************************************* 函数名称: void adc_isr() interrupt 5** 功能描述: AD中断,获取AD数据** 输入: 无** 输出: show** 全局变量: show** 调用模块: Delay_ms********************************************************/void Adc_isr() interrupt 5{unsigned char i;unsigned int m;m = ADC_RES;//计算此时热敏电阻阻值m = (100*m)/(255-m);//计算此时的温度值for(i=41;i<42;i--){if(m >= Ttable[i][1] && m < Ttable[i-1][1]){show[0] = (Ttable[i][0]+1)/10;show[1] = (Ttable[i][0]+1)%10;show[2] = 11;show[3] = 12;break;}}ADC_CONTR = ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|ADC_START|ADC_POSITION; //重新使能AD转换}/******************************************************** 函数名称: void InitADC()** 功能描述: 初始化AD功能** 输入: 无** 输出: 无** 全局变量: 无** 调用模块: Delay_ms*********************************************************/void InitADC(){P1ASF = 0xff;ADC_RES = 0;ADC_CONTR = ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|ADC_START|1; //使能P11为AD输入IE = 0xa0;Delay_ms(20);}main(){unsigned char i,j;InitADC();while(1){for(j=255;j>0;j--){for(i=0;i<4;i++)//数码管扫描{NUX_SEG = TableSEG[3-i];NUX_DATA = TableDATA[show[i]];Delay_ms(100);NUX_DATA = 0x00;}}}}第四部分系统调试与仪器使用4.1系统调试的仪器选用及其使用4.2 系统调试及调试故障的检测与分析第一步用下载程序的电路板和电脑给单片机下载编写好的程序第二步将下载好的单片机安装在设计的电路板上，给电路板接上5V的电源（接上电源后，数码管没有显示。