单片机课程设计热敏电阻测温显示系统

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

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燕山大学课程设计（论文）任务书

学 号 090103020003 学生姓名 石永新 专业（班级） 10级精仪2班 院（系）：电气工程学院 基层教学单位：仪器科学与工程系

设计题热敏电阻测温显示系统 目 设 计 技 术 参 数 设 计 要 求 工 作 量 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℃。 设计热敏电阻检测电路与单片机的接口电路、4位LED显示电路；编制相应的程序。 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 参 考 资 料 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。 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 单片机原理及应用技术 张淑清 国防工业出版社 单片机应用技术汇编 基层教学单位主任签字 指导教师签字 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。 2012 年 6 月 29 日

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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

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第一章 摘要

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0-100?C，显示分辨率为0.1?C。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

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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。

测单信AD 转 温号 片换 放 系模 机大 块 统 ↑ 显 示模块 电 图 1 — 1 源 系统框图 图2.1.1 系统硬件原理图如图1—1

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