基于单片机控制的ptcr阻温特性测试系统研究

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1、华中科技大学硕士学位论文基于单片机控制的PTCR阻温特性测试系统研究姓名：王赛军申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：龚树萍20070528华中科技大学硕士学位论文摘要PTC热敏材料电性能主要由三大特性表征，它包括电阻－温度特性，电压－电流特性以及电流－时间特性，其中电阻－温度特性是PTC热敏材料最基本的特性。PTC热敏材料的阻温特性参数的确定，对于其理论研究和实际生产应用都具有重要的意义。本论文从PTC热敏材料的测试规范出发，在传统的基于PC机、FLUCK45万用表以及温控表的阻温特性测试系统基础上，顺应智能仪表向小型化、低成本发展的趋势，设计开发了基于单片机控制

2、和液晶屏显示的新型热敏电阻阻温特性测试系统。系统采用混和信号系统级微控制器C8051F020单片机作为主控芯片，外扩FLASH数据存储器和液晶显示屏，完成对测试数据存储和显示。系统中设计了不同量程的精密恒流源电路，实现了对阻值跨度在0.1欧～600兆欧热敏电阻的精确测量，结合单片机控制，实现了恒流源的量程自动转换，取代了FLUCK45万用表测电阻模块；将测电阻量程从FLUCK45万用表的300兆欧拓宽到了600兆欧；利用单片机的PCA模块产生2s矩形脉冲并串入移位寄存器，经由光耦和反相模块电路来选通测试样品通道，大大节省了单片机端口；设计了热电偶PT100的外围信号采集电路，将其随温

3、度变化而引起的电阻变化值转换为电压信号，并传入单片机片内的ADC0模块，经单片机处理并加以控制，实现温控表实时控温的功能。利用自行设计的系统硬件电路和传统的基于PC机等的测试系统来对PTCR样品进行阻温特性测试，结果表明：两种方法所测得的阻温特性曲线和阻温特性参数符合性很好，证实了本论文中设计的系统硬件电路的可行性。关键词：PTCC8051F020单片机恒流源液晶显示屏FLASH数据存储器I华中科技大学硕士学位论文AbstractThemainperformancecharacteristicsofPTC（PositiveTemperatureCoefficient）thermalr

4、esistance(PTCR)containR-T,V-Iandthermalcharacteristic.Amongthesecharacteristics,R-Tcharacteristicisthebasicone.ThedeterminationofthepropertiesofPTCmaterialsisveryimportantfortheirtheoreticalstudyandapplication.ThisdissertationgivesadetaileddiscussiononthemeasuringprinciplesandmethodsofPTCR’sR-T

5、characteristic.OnthebaseofconventionalR-Tcharacteristictestingsystemwhichisbasedonthecomputer,FLUCK45universalmeterandtemperaturecontroller,andadjusttheintelligencedevice’developmentofminiaturizationandlowcost,wedesignanddevelopPTCRR-Tcharacteristictestingsystemwhichisbasedonthesingle-chipcontr

6、olandliquidcrystaldisplay.TestingsystemusescompositesignalmicrocontrollerC8051F020single-chipasmaincontroller,extendsFLASHdatastoragedeviceandliquidcrystaldisplaysavinganddisplayingdata.Testingsystemdesignsdifferentrangesconstant-currentsource,segmentedandexactlymeasuresoutresistancewhichisbetw

7、een0.1ohmand600megohm,andcombinessingle-chipcontrol,realizesautomaticswitchingofconstant-currentsourceranges,replacesFLUCK45universalmetermeasuringresistancemodule,andcontinuesmeasuringresistancerangefrom300megohmto600megohm.Thesy