基于单片机的热敏电阻测温系统设计
基于单片机的测温电路设计
基于单片机的测温电路设计引言:测温电路是一种常见的电子系统,用于测量环境或物体的温度。
传统的测温电路通常使用电阻温度计或热电偶等传感器来测量温度,并通过模拟电路将温度信号转换为电压或电流信号,再经过AD转换器转化为数字信号,最终由单片机进行处理和显示。
本文将介绍一种基于单片机的测温电路设计。
一、硬件设计1. 传感器选择传感器是测温电路设计中至关重要的组成部分。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。
根据实际需求选择适合的传感器,本文以热敏电阻为例。
2. 信号调理电路热敏电阻的输出信号较小,需要经过信号调理电路进行放大和滤波。
常见的信号调理电路包括运算放大器和滤波器等。
3. AD转换器信号调理电路输出的模拟信号需要经过AD转换器转化为数字信号,以便单片机进行处理。
选择合适的AD转换器并进行连接。
4. 单片机选择合适的单片机,具备足够的计算能力和IO口,以接收和处理AD转换器输出的数字信号,并进行温度显示。
二、软件设计1. 初始化在单片机中初始化相应的IO口和AD转换器,使其准备接收和处理温度信号。
2. 读取温度通过AD转换器读取传感器输出的数字信号,转化为温度值。
根据传感器的特性和数据手册进行适当的计算和校准。
3. 温度显示将读取到的温度值通过数码管或LCD显示出来,以便用户观察和使用。
三、电路实现按照硬件设计和软件设计的要求,将传感器、信号调理电路、AD转换器和单片机进行连接。
注意保持连接的稳定性和可靠性,避免干扰和误差。
四、测试和调试完成电路搭建后,进行测试和调试。
可以通过改变环境温度或接触物体来验证测温电路的准确性和灵敏度。
根据实际情况进行调整和校准,以确保测温电路的准确性和稳定性。
总结:基于单片机的测温电路设计是一种常见且实用的电子系统。
通过选择合适的传感器、信号调理电路、AD转换器和单片机,设计出稳定、准确的测温电路。
在软件设计中,通过初始化、读取温度和温度显示等步骤,将测温电路实现并进行测试和调试。
单片机课程设计热敏电阻测温显示系统
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。
2012 年6 月29 日目录第一章摘要 (2)第二章总体设计 (4)2.1 理论分析 (4)2.2 过程分析 (4)第三章硬件电路设计 (5)3.1 传感器电路模块 (5)3.2 A/D变换电路模块 (9)3.3 八段数码管显示 (12)3.4 8051芯片介绍 (15)3.5 电源电路 (16)第四章压力传感器实验数据采集、显示及程序 (16)4.1 数据采集及显示 (17)4.2 程序设计................................... 错误!未定义书签。
第五章拓展DS18B20芯片测温显示系统 (23)第六章心得体会 (29)参考文献资料 (30)第一章摘要燕山大学课程设计说明书第2页共29页燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第3页 共29页 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。
本文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0-100C ︒,显示分辨率为0.1C ︒。
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。
基于单片机的热敏电阻温度计的设计
基于单片机的热敏电阻温度计的设计
随着科技的不断发展,各种电子设备应用也越来越广泛。
热敏电
阻温度计便是其中之一,它是一种利用物质温度对电阻值的变化来实
现温度测量的智能仪器。
本篇文章将介绍热敏电阻温度计的设计及其
原理。
首先,我们需要准备的材料有单片机、热敏电阻、电阻、显示屏、连接线以及电源。
将这些材料准备齐全后,便可以开始进行热敏电阻
温度计的设计。
我们需要将热敏电阻、电阻、单片机连接成电路。
电路连接后,
需要进行编程,以使得单片机能够读取热敏电阻和电压值,并将其转
换成温度值。
通过显示屏将温度值显示出来,实现对温度的实时监测。
在热敏电阻温度计设计的过程中,需要注意以下几点:
1. 选用合适的热敏电阻:热敏电阻的温度系数决定了它在不同温
度下的电阻值,因此需要选择合适的热敏电阻。
2. 电路的稳定性:电路中各部分的连接不可松动,否则会影响温
度测量的准确性。
3. 编程的准确性:需要通过合理的代码编写来实现对热敏电阻和
电压值的正确读取和转换,确保温度测量的准确性。
总之,热敏电阻温度计因其简单易用、准确度高等优点被广泛应
用于各种领域中,例如工业制冷、医疗设备等。
希望通过本篇文章的
介绍,能够帮助读者更好地了解热敏电阻温度计的设计及其原理,以便于更好地应用于实际生活生产中。
基于51单片机的温度检测设计
基于51单片机的温度检测设计
1. 传感器选择,首先,我们需要选择合适的温度传感器。
常用的温度传感器包括NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器等。
这些传感器可以通过模拟或数字接口与51单片机连接。
2. 电路设计,根据选定的传感器,设计相应的电路,包括传感器与单片机的连接电路和电源电路。
需要注意的是,传感器的输出信号可能需要经过放大、滤波等处理,以确保精准的温度测量。
3. 程序设计,利用C语言或汇编语言编写单片机的程序,实现对传感器采集到的温度数据的读取、处理和显示。
在程序设计中,需要考虑温度数据的精度、稳定性以及显示方式(比如LCD显示、数码管显示或者通过串口输出等)。
4. 校准和测试,设计完成后,需要进行校准和测试。
校准过程中,可以将传感器测得的温度与标准温度计测得的温度进行对比,以确定系统的准确性。
测试过程中,可以模拟不同温度环境下的测量情况,验证系统的稳定性和灵敏度。
5. 系统优化,根据测试结果,对系统进行优化,包括电路的调
整和程序的修改,以提高系统的性能和稳定性。
总之,基于51单片机的温度检测设计涉及到传感器选择、电路设计、程序设计、校准测试和系统优化等多个方面,需要综合考虑硬件和软件的设计要求,以实现一个稳定、精准的温度检测系统。
基于单片机的热敏电阻温度计的设计
基于单片机的热敏电阻温度计的设计引言:热敏电阻是一种根据温度变化而产生变阻的元件,其电阻值与温度成反比变化。
热敏电阻广泛应用于温度测量领域,其中基于单片机的热敏电阻温度计具有精度高、控制方便等特点,因此被广泛应用于各个领域。
本文将介绍基于单片机的热敏电阻温度计的设计,并通过实验验证其测量精度和稳定性。
一、系统设计本系统设计使用STC89C52单片机作为控制核心,热敏电阻作为测量元件,LCD1602液晶显示屏作为温度显示设备。
1.系统原理图2.功能模块设计(1)温度采集模块:温度采集模块主要由热敏电阻和AD转换模块组成。
热敏电阻是根据温度变化而改变阻值的元件,它与AD转换模块相连,将电阻变化转换为与温度成正比的电压信号。
(2)AD转换模块:AD转换模块将热敏电阻的电压信号转换为数字信号,并通过串口将转换结果传输给单片机。
在该设计中,使用了MCP3204型号的AD转换芯片。
(3)驱动显示模块:驱动显示模块使用单片机的IO口来操作LCD1602液晶显示屏,将温度数值显示在屏幕上。
(4)温度计算模块:温度计算模块是通过单片机的计算功能将AD转换模块传输过来的数字信号转换为对应的温度值。
根据热敏电阻的特性曲线,可以通过查表或采用数学公式计算获得温度值。
二、系统实现1.硬件设计(1)单片机电路设计单片机电路包括单片机STC89C52、晶振、电源电路等。
根据需要,选用合适的外部晶振进行时钟信号的驱动。
(2)AD转换电路设计AD转换电路采用了MCP3204芯片进行温度信号的转换。
根据芯片的datasheet,进行正确的连接和电路设计。
(3)LCD显示电路设计LCD显示电路主要由单片机的IO口控制,根据液晶显示模块的引脚定义,进行正确的连接和电路设计。
(4)温度采集电路设计温度采集电路由热敏电阻和合适的电阻组成,根据不同的热敏电阻特性曲线,选择合适的电阻和连接方式。
2.软件设计(1)初始化设置:单片机开机之后,需要进行一系列的初始化设置,包括对IO口、串口和LCD液晶显示屏的初始化设置。
基于热敏电阻的测温控制系统设计
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。
基于单片机的热敏电阻测温系统设计
第1章绪论1.1 热敏电阻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,不同的温度下表现出不同的电阻值。
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件。
热敏电阻由半导体陶瓷材料组成,热敏电阻是用半导体材料,大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。
温度变化会造成大的阻值改变,因此它是最灵敏的温度传感器。
但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。
制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。
热敏电阻体积非常小,对温度变化的响应也快。
但热敏电阻需要使用电流源,小尺寸也使它对自热误差极为敏感。
1.2 工作原理负温度系数热敏电阻主要材料有氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料,采用陶瓷工艺制造而成。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质,完全类似于锗、硅晶体材料,体内的载流子数目少,电阻较高;温度升高,体内载流子数目增加,自然电阻值降低。
负温度系数热敏电阻类型很多,使用区分低温(-60~300℃)、中温(300~600℃)、高温(>600℃)三种。
1.3 热敏电阻的特点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。
第2章单片机介绍2.1 单片机单片机(Single chip microcomputer)微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
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。
基于PT100热电阻的单片机温度检测系统设计
基于PT100热电阻的单片机温度检测系统设计摘要本文介绍了一种基于PT100热电阻的单片机温度检测系统设计。
该系统采用了Maxim的MAX31865芯片来测量PT100热电阻的电阻值,并通过单片机将电阻值转换为温度值。
该系统可以实现高精度的温度测量,并且具有较低的功耗和较高的稳定性。
背景在许多工业应用中,需要对温度进行精确的测量。
PT100热电阻是一种常用的温度传感器,它的电阻值随着温度的变化而变化。
由于PT100热电阻的电阻值变化很小,因此需要使用高精度的电路来进行测量。
单片机是一种常见的控制器,它可以方便地集成多种功能。
将单片机与PT100热电阻结合使用,可以实现精确的温度测量,并且具有较低的功耗和较高的稳定性。
设计硬件设计硬件设计采用了MAX31865芯片来测量PT100热电阻的电阻值。
MAX31865是一种高精度热电偶转换器,可以方便地测量PT100热电阻的电阻值。
MAX31865还提供了冗余检测和安全防护功能,可以提高系统的可靠性。
MAX31865芯片的引脚与单片机的引脚连接如下:MAX31865引脚单片机引脚SDI MOSISDO MISOSCK SCLKCS SS其中,MOSI、MISO、SCLK和SS是SPI总线的引脚,用于与MAX31865进行通信。
单片机的中断引脚连接到MAX31865的RDY引脚,用于检测MAX31865是否准备好进行测量。
PT100热电阻的引脚连接到MAX31865的RTD+和RTD-引脚。
为了减小测量误差,应尽量将RTD+和RTD-的长度保持一致,并且尽可能靠近MAX31865芯片。
软件设计软件设计采用了Arduino环境,可以方便地进行程序开发和调试。
首先需要初始化SPI总线和MAX31865芯片。
可以使用Arduino的SPI库来初始化SPI总线,使用MAX31865库来初始化MAX31865芯片。
MAX31865库提供了方便的接口来进行温度测量和数据读取。
基于单片机的热敏电阻温度计的设计
基于单片机的热敏电阻温度计的设计热敏电阻温度计是一种利用热敏电阻的温度特性来测量温度的传感器。
热敏电阻的电阻值随温度变化而变化,其电阻值与温度之间存在着一定的函数关系。
因此,通过测量热敏电阻的电阻值,就可以得到被测物体的温度。
本文将介绍一种基于单片机的热敏电阻温度计的设计方案。
硬件设计硬件设计主要包括电路设计和元器件选择。
电路设计本设计采用的是电桥式热敏电阻温度计电路,如图所示。
电桥式电路由四个电阻组成,其中两个电阻为热敏电阻,另外两个电阻为定值电阻。
当被测物体的温度发生变化时,两个热敏电阻的电阻值会发生变化,从而导致电桥不再平衡。
为了使电桥平衡,需要通过调整定值电阻的阻值来实现。
为了方便调节电桥平衡,我们可以在电桥两侧分别接入两个放大器,如图所示。
通过调节放大器的增益,可以实现对电桥平衡的微调。
元器件选择在选择热敏电阻时,需要注意其温度响应特性和电阻值范围。
热敏电阻的温度响应特性应该与被测物体的温度范围相匹配,同时其电阻值范围也应该适合于电桥的设计。
在选择放大器时,需要注意其放大倍数和电源电压范围。
放大器的放大倍数应该与电桥的灵敏度相匹配,同时其电源电压范围也应该适合于电桥的设计。
单片机设计单片机设计主要包括程序设计和接口设计。
程序设计程序设计主要包括采集和处理温度数据的程序。
在程序中,我们需要通过模拟输入口(ADC)来采集热敏电阻的电压信号,并将其转换为温度值。
同时,我们还需要对采集到的温度数据进行处理,并将其显示在LCD屏幕上。
接口设计接口设计主要包括单片机与电桥、放大器、LCD屏幕之间的连接方式。
在接口设计中,我们需要考虑接口的电气特性和信号处理方式。
同时,我们还需要注意接口的可靠性和稳定性。
总结基于单片机的热敏电阻温度计是一种简单、实用的温度测量方案。
通过合理的硬件设计和程序设计,可以实现对被测物体温度的准确测量和显示。
同时,这种方案还具有成本低、易于维护等优点,因此在实际应用中具有广泛的应用前景。
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计引言:随着技术的不断发展,人们对于生活质量的要求也越来越高。
在许多领域中,温度控制是一项非常重要的任务。
例如,室内温度控制、工业过程中的温度控制等等。
基于单片机的温度控制系统能够实现智能控制,提高控制精度,降低能耗,提高生产效率。
一、系统设计原理系统设计的原理是通过传感器检测环境温度,并将温度值传递给单片机。
单片机根据设定的温度值和当前的温度值进行比较,然后根据比较结果控制执行器实现温度控制。
二、硬件设计1.传感器:常见的温度传感器有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。
可以根据具体需求选择适合的传感器。
2. 单片机:常见的单片机有ATmega、PIC等。
选择单片机时需要考虑性能和接口的需求。
3.执行器:执行器可以是继电器、电机、气动元件等。
根据具体需求选择合适的执行器。
三、软件设计1.初始化:设置单片机的工作频率、引脚输入输出等。
2.温度读取:通过传感器读取环境温度,并将温度值存储到变量中。
3.设定温度:在系统中设置一个目标温度值,可以通过按键输入或者通过串口通信等方式进行设置。
4.温度控制:将设定温度和实际温度进行比较,根据比较结果控制执行器的开关状态。
如果实际温度高于设定温度,执行器关闭,反之打开。
5.显示:将实时温度和设定温度通过LCD或者LED等显示出来,方便用户直观判断当前状态。
四、系统优化1.控制算法优化:可以采用PID控制算法对温度进行控制,通过调节KP、KI、KD等参数来提高控制精度和稳定性。
2.能耗优化:根据实际需求,通过设置合理的控制策略来降低能耗。
例如,在温度达到目标设定值之后,可以将执行器关闭,避免过多能量的消耗。
3.系统可靠性:在系统设计中可以考虑加入故障检测和自动切换等功能,以提高系统的可靠性。
总结:基于单片机的温度控制系统设计可以实现智能温度控制,提高生活质量和工作效率。
设计过程中需要考虑硬件和软件的设计,通过合理的算法和控制策略来优化系统性能,提高控制精度和稳定性。
基于51单片机的热敏传感器系统设计
基于51单片机的热敏传感器系统设计基于51单片机的热敏传感器系统设计可以包括以下几个主要步骤:
1. 硬件设计:选择适合的热敏传感器,例如热敏电阻或热敏电偶,以测量温度变化。
将传感器与51单片机进行连接,通常可以通过模拟输入引脚或数字输入引脚来读取传感器的输出信号。
此外,您还需要考虑适当的电源电路和滤波电路。
2. 软件设计:使用汇编语言或C语言编写51单片机的程序。
首先,您需要初始化单片机的引脚和其他必要的外设。
然后,设置ADC (模数转换器)以将传感器的模拟信号转换为数字值。
接下来,您可以编写算法来处理传感器的输出数据,并根据需要进行温度计算或其他操作。
最后,您可以通过串口或其他适当的方式将结果输出到显示屏或其他设备上。
3. 测试和调试:完成软硬件设计后,进行系统的测试和调试。
确保传感器能够准确地测量温度变化,并且单片机能够正确地读取和处理传感器的输出信号。
如果发现问题,您可以通过调试程序或检查硬件连接来解决。
总结起来,基于51单片机的热敏传感器系统设计涉及到硬件设计、软件设计和测试调试三个主要步骤。
通过合理的设计和编程,您可以实现一个可靠和准确的热敏传感器系统。
课程设计报告-单片机通过热敏电阻测温
课程设计报告- 单片机通过热敏电阻测温单片机通过热敏电阻测温一、前言近年来,随着科学技术和生产的不断发展,越来越多的参数需要通过温度测量来获得。
因此,温度一词在生产生活中出现的频率日益增加。
与之相对应的,温度测量也成为了生产生活中频繁使用的词语,同时它在各行各业中也发挥着重要的作用。
温度是表征物体冷热程度的物理量,温度测量则是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。
温度的测量对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。
由于温度测量的普遍性,温度传感器的数量在各种传感器中居首位。
而且随着科学技术和生产的不断发展,温度传感器的种类还是不断增加丰富来满足生产生活中的需要。
而作为一种具有功能强,体积小,功耗低,价格便宜,工作可靠,使用方便等特点的器件,单片机成为温度测量系统的首选部件。
近年年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展,单片机的应用正在不断地走向深入,越来越广泛地应用各个领域。
单片机温度测量师对温度进行有效的测量,并且能够在工业生产中得到了广泛的应用,尤其在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中,担负着重要的测量任务。
在日常生活中,也可以广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。
三、硬件设计如图所示,本设计包括最小系统、测温电路、数码管显示、下载口、蜂鸣器、键盘等部分。
本设计采用按键设置温度报警点通过测温电路采集温度信息,经过STC12C5410AD进行模数转换、处理并将实际温度值和设定温度值分别显示在共阴极数码显示管LED上。
3.1 温度采样部分如图3.1所示,测温电路利用热敏电阻将温度转化为电量,并将电压值输入STC12C5410AD进行模数转换。
STC12C5410AD将转换所得的数值输入数码管显示出来。
图3.1 温度采样电路3.2 温度显示部分LED数码管将STC12C5410AD处理的温度信息显示出来。
基于单片机的温度检测系统设计
基于单片机的温度检测系统设计温度检测系统是一种常见的电子设备,它可以用于监测环境温度并将数据传输到计算机或其他设备上。
基于单片机的温度检测系统是一种常见的设计方案,它可以通过使用单片机来实现温度检测和数据传输的功能。
本文将介绍基于单片机的温度检测系统的设计原理和实现方法。
一、设计原理基于单片机的温度检测系统的设计原理是通过使用温度传感器来检测环境温度,并将检测到的数据传输到单片机上进行处理和存储。
具体的设计流程如下:1.选择温度传感器温度传感器是温度检测系统的核心部件,它可以将环境温度转换为电信号并输出。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。
在选择温度传感器时,需要考虑其精度、响应时间、工作温度范围等因素。
2.连接温度传感器和单片机将温度传感器和单片机连接起来,可以使用模拟输入或数字输入方式。
模拟输入方式需要使用模拟转换器将传感器输出的模拟信号转换为数字信号,而数字输入方式则可以直接将传感器输出的数字信号输入到单片机中。
3.编写程序编写程序来实现温度检测和数据传输的功能。
程序需要包括温度传感器的初始化、数据采集、数据处理和数据传输等模块。
在数据传输模块中,可以选择使用串口通信、蓝牙通信或Wi-Fi通信等方式将数据传输到计算机或其他设备上。
二、实现方法基于单片机的温度检测系统的实现方法可以分为硬件设计和软件设计两个部分。
1.硬件设计硬件设计包括选择温度传感器、连接传感器和单片机、设计电路板等步骤。
在选择温度传感器时,可以选择DS18B20数字温度传感器,它具有精度高、响应速度快、工作温度范围广等优点。
连接传感器和单片机可以使用数字输入方式,将传感器输出的数字信号输入到单片机的GPIO口上。
设计电路板时,需要考虑电源、信号线路、滤波等因素。
2.软件设计软件设计包括编写程序、调试程序等步骤。
编写程序时,可以选择使用C语言或汇编语言等编程语言。
程序需要包括温度传感器的初始化、数据采集、数据处理和数据传输等模块。
热敏电阻----单片机温度控制系统电路设计
ADC0809的管脚图图3—3ADC0809采用双列直插式封装,共有28条引脚,各管脚的功能分四组简述如下:(一).模拟信号输入IN0~IN7IN0~IN7为八路模拟电压输入线,加在模拟开关上,工作时采用时分割的方式,轮流进行AD转换。
(二).地址输入和控制线地址输入和控制线共4条,其中ADDA、ADDB和ADDC为地址输入线(Address A),用于选择IN0~IN7上哪一路模拟电压送给比较器进行AD转换。
ALE(Address Lock Enable)为地址锁存允许输入线,高电平有效。
当ALE线为高电平时,ADDA、ADDB和ADDC三条地址线上地址信号得以锁存,经译码器控制八路模拟开关工作。
(三).数字量输出及控制线(11条)表4—2 键盘功能表4.3 LED显示设计4.3.1 LED显示器结构与原理LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件。
该系统中采用的是七段LED。
这种显示器有共阴极和共阳极两种,该系统选用的是共阴极七段LED显示器。
七段LED显示器中有8个发光二极管,其中7个发光二极管构成7笔字形“8”。
一个发光二极管构成小数点。
七段LED显示器的管脚如图4—2所示。
从a~g管脚输入不同的8位二进制数,可显示不同的数字或字符。
LED的电流通常较小,一般均需在回路中接上限流电阻。
图4—2 显示器结构图4.3.2 LED显示器的显示方式该系统共用六个七段LED显示器,采用动态显示方式。
LED动态显示是将所有位的段选线并接在一个I/O口线上,共阴极端分别由相应的I/O口线控制。
在任一时刻,只有一位LED是点亮的,但只要扫描的频率足够高(一般大于25Hz),由于人眼的视觉暂留特性,直观上感觉却是连续点亮的。
基于单片机的热敏电阻测温设计--论文
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,控制数码管实时显示温度值。
本系统中所用到的器件是STC12C5A60S2单片机、NTC热敏电阻和数码管。
关键词:温度控制器SC12C5A60S2单片机A/D转换ABSTRACTWith the social progress and development of industrial technology, more and more attention to the impact of temperature on the products, many products on the critical temperature range, temperature information transmission is not timely, not enough precision shortcomings of a common problem on the market today, do notconducive to industrial control based on temperature changes and make timely decisions. In this form, to develop a real-time, high precision temperature acquisition system is necessary. This topic with a microcontroller-based data acquisition system program, which according to the characteristics of the thermistor varies with temperature changes, the series voltage divider circuit. The microcontroller collection thermistor voltage, the analog voltage signal by the A / D converter to convert the voltage signal of the digital conversion temperature control digital tube temperature value is displayed in real time after the look-up table. The devices used in this system is STC12C5A60S2 microcontroller, NTC thermistor and digital tube. Keywords: Temperature controller; SC12C5A60S2 microcontroller; A / D converter;摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (4)1.1 研究温度控制系统的背景、目的及意义 (4)1.2 设计的主要内容及技术指标 (4)1.3 数据采集系统简单介绍 (5)2 温度控制系统总体设计 (6)2.1 总体需求 (6)2.2 总体方案设计 (6)3 硬件电路设计及分析 (7)3.1单片机部分 (7)3.2液晶显示部分 (10)3.3 模数转换芯片 (15)3.4 热敏电阻部分 (19)4 软件设计 (20)5 调试的步骤及调试过程中出现的问题以及解决方法 (22)5.1 PROTEUS仿真 (22)5.2 硬件的安装 (22)5.3 调试注意事项 (22)5.3.1 硬件调试注意事项 (22)5.3.2 软件调试注意事项 (22)总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)1 绪论1.1 研究温度控制系统的背景、目的及意义在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。
基于单片机的热敏电阻温度计的设计
基于单片机的热敏电阻温度计的设计随着科技的不断发展,人们对于温度的测量也越来越精确。
在工业、医疗、环保等领域,温度的测量是非常重要的。
而热敏电阻温度计是一种常见的温度测量设备,它可以通过测量电阻值来计算出温度值。
本文将介绍基于单片机的热敏电阻温度计的设计。
一、热敏电阻的原理热敏电阻是一种电阻值随温度变化的电阻器件。
它的原理是:当温度升高时,热敏电阻的电阻值会下降;当温度降低时,热敏电阻的电阻值会上升。
这是因为热敏电阻的电阻值与其材料的温度系数有关。
温度系数越大,电阻值随温度变化的幅度就越大。
二、单片机的原理单片机是一种集成电路,它包含了中央处理器、存储器、输入输出接口等多个功能模块。
单片机可以通过编程来实现各种功能,如控制电机、测量温度等。
三、基于单片机的热敏电阻温度计的设计基于单片机的热敏电阻温度计的设计需要用到以下材料和器件:1. 热敏电阻2. 单片机3. LCD液晶显示屏4. 电位器5. 电容6. 电阻7. 电源设计步骤如下:1. 将热敏电阻连接到单片机的模拟输入端口。
2. 将LCD液晶显示屏连接到单片机的数字输出端口。
3. 将电位器连接到单片机的模拟输入端口,用于调节LCD液晶显示屏的对比度。
4. 将电容和电阻连接到单片机的复位端口,用于复位单片机。
5. 将电源连接到单片机的电源端口,用于为单片机供电。
6. 编写单片机程序,实现测量热敏电阻的电阻值,并将其转换为温度值。
将温度值显示在LCD液晶显示屏上。
7. 调试程序,确保测量结果准确无误。
四、总结基于单片机的热敏电阻温度计是一种简单、实用的温度测量设备。
它可以通过测量热敏电阻的电阻值来计算出温度值,并将结果显示在LCD液晶显示屏上。
这种设计可以应用于各种领域,如工业、医疗、环保等。
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第1章绪论1.1 热敏电阻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,不同的温度下表现出不同的电阻值。
热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏感元器件。
热敏电阻由半导体陶瓷材料组成,热敏电阻是用半导体材料,大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。
温度变化会造成大的阻值改变,因此它是最灵敏的温度传感器。
但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。
制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。
热敏电阻体积非常小,对温度变化的响应也快。
但热敏电阻需要使用电流源,小尺寸也使它对自热误差极为敏感。
1.2 工作原理负温度系数热敏电阻主要材料有氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料,采用陶瓷工艺制造而成。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质,完全类似于锗、硅晶体材料,体内的载流子数目少,电阻较高;温度升高,体内载流子数目增加,自然电阻值降低。
负温度系数热敏电阻类型很多,使用区分低温(-60~300℃)、中温(300~600℃)、高温(>600℃)三种。
1.3 热敏电阻的特点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。
第2章单片机介绍2.1 单片机单片机(Single chip microcomputer)微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
2.2 STC单片机STC单片机的供应商是以51内核为主的系列单片机,STC单片机是宏晶生产的单时钟/机器周期的单片机,是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机的供应商,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8—12倍,内部集成MAX810专用复位电路。
4路PWM 8路高速10位A、D转换,针对电机控制,强干扰场合。
2.2.1 STC单片机特点1 .I/O口经过特殊处理2 .轻松过2KV/4KV 快速脉冲干扰(EFT测试)3 .宽电压,不怕电源抖动4 .宽温度范围, -40℃~85℃5 .高抗静电(ESD保护)6 .单片机内部的时钟电路经过特殊处理7 .单片机内部的电源供电系统经过特殊处理8 .单片机内部的看门狗电路经过特殊处理9 .单片机内部的复位电路经过特殊处理第3章硬件设计3.1总设计框图温度测量模块主要为温度测量电桥。
首先通过热敏电阻进行温度采集,然后利用模数转换器进行模数转换,再经过单片机进行处理,最后通过LED数码管显示温度。
图 3-1 系统总设计框图3.2 温度测量基于热敏电阻设计的电路原理图如图3-2所示,其工作原理为:(1)将P1.0设为低电平,P1.1、P1.2为低电平,Q1导通,J1、J2截止,使C4放电至完全,P3.2为高电平(2)将P1.0设为高电平、P1.1为高电平,P1.2为低电平,Q1截止,J1导通,J2截止,通过R4电阻对C4充电,单片机内部计时器清零并开始计时,检测P3.2口状态,当P3.2口检测为低电平时,即C4上的电压充至完全,单片机计时器记录下从开始充电到P3.2口转变为低电平的时间TSC(3)将P1.0设为低电平,P1.1、P1.2为低电平,Q1导通,J1、J2截止,使C4放电至完全,P3.2为高电平(4)将P1.0设为高电平、P1.1为低电平,P1.2为高电平,Q1截止,J2导通,J1截止,通过RT电阻对C4充电,单片机内部计时器清零并开始计时,检测P3.2口状态,当P3.2口检测为低电平时,即C4上的电压充至完全,单片机计时器记录下从开始放电到P3.2口转变为低电平的时间TEC可以得到:TSC/R4=TEC/RT,即RT=TEC×R4/TSC通过单片机计算得到热敏电阻RT的阻值。
并通过执行程序可以得到温度值。
从上面所述可以看出,该测温电路的误差来源于这几个方面:单片机的定时器精度、R4电阻的精度、热敏电阻RT的精度,而与单片机的输出电压值、门限电压值、电容精度无关。
因此,适当选取热敏电阻和精密电阻的精度,单片机的工作频率够高,就可以得到较好的测温精度。
当单片机选用12MHz频率,R4、RT均为1%精度的电阻时,温度误差可以做到小于1℃。
图3-2 测温电路原理图3.2 STC89C51介绍STC89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。
由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中STC89C51是一种高效微控制器,STC89C2051是它的一种精简版本。
STC89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图3-3所示。
图3-3管脚图在操作过程中,运用到几个重要的引脚接口VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的低八位。
在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须接上拉电阻。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为低八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
RST:复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
3.4 LED数码管LED数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的,加上小数点就是8个。
这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,h来表示。
当数码管特定的段加上电压后,这些特定的段就会发亮,以形成我们眼睛看到的字样了。
LED显示器有共阴极和共阳极两种,以共阴极为例,要显示数字0,需要满足两个条件,一是公共端子COM接地,二是a、b、c、d、e、f段亮,g段不亮,即a、b、c、d、e、f段加高电平1,g段加低电平0。
例如,将KEY/LED CS 接到CS0 上,则段码地址为08004H,位码地址为08002H 七段数码管的字型显示表如下:表3-1 数码管字型显示图3-4 LED显示显示过程如下:经过单片机P0输出的八位二进制码,变换成BCD码,在数码管上显示,经过段选信号和位选信号的控制,最后在相应数码管上显示出相应的温度值。
程序框图如下:第4章 软件设计本设计中采用的处理器是STC 单片机,由此可采用面向MCS-51的程序设计语言,包括ASM51汇编语言和C51高级语言,这两种语言各有特点。
汇编语言更接近机器语言,常用来编制与系统硬件相关的程序,如访问I/O 端口、中断处理程序、实时控制程序、实时通信程序等;而数学运算程序则适合用C51高级语言编写,因为用高级语言编写运算程序可提高编程效率和应用程序的可靠性。
考虑到设计中要用到乘除运算,在智能测控装置的基本功能软件开发中,全部程序均采用C51高级语言编写4.1 程序设计程序主要由主程序和子程序两部分构成。
1.主程序主要实现系统的初始化,温度信号采集。
系统的初始化包括寄存器的初始化(控制寄存器、堆栈、中断寄存器等),通信的初始化,LED 显示的初始化,输出端口的初始化,采集、累计数据的初始化。