热电阻的单片机测温系统.doc

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1、摘要电子温度计是日常生活中最普遍的电子产品之一，常用的转换元件有热电阻、热敏电阻、热电偶等，通常我们将这些转换元件通过非电量转化电量的检测方法，结合电量和温度之间的关系，我们可以计算出其温度值。在本课题中将介绍一种利用电阻电桥失衡输出的电压转换温度的设计。在设计中，利用AT89S系列单片机作为控制器，计算铂电阻（PT100）电量与温度的转换，并在LED显示温度。关键词：AT89S52ADC0832AbstractElectronicthermometerisindailylifethemostcommononeofele

2、ctronicproducts,andthecommoninterfaceelementhaveheatresistance,thermalresistance,thermocouple,etc.,usuallywewilltheseinterfaceelementthroughthenon-electricityintoelectricitydetectionmethods,combinedwithpowerandtherelationshipbetweenthetemperature,wecancalculateth

3、etemperaturevalue.Inthistopicwillintroduceakindofmakeuseoftheresistancebridgeunbalancedoutputvoltagetransitiontemperaturedesign.Inthedesign,theuseofAT89Sseriesmicrocontrollerasthecontroller,calculationofplatinumresistance(PT100)powerandtemperatureconversion,andin

4、theLEDdisplaytemperature.Keyword：AT89S52ADC0832251.引言42.设计任务及要求43.单臂电桥测温原理及铂电阻43.1直流电桥平衡原理43.2铂电阻的特性53.3由铂电阻构成的单臂电桥54方案设计和选择64.1系统结构框图64.2方案设计与确定65电路图、元器件介绍以及参数计算75.1测量电路75.2信号调理电路85.3模数转换电路95.4单片机及外围电路115.5显示电路136软件设计146.1ADC的启动与输入146.2软件修正误差157整体组装及调试157.1仿真157

5、.2硬件组合及相关数167.3误差分析177.4调试178总结体会17附录：18参考资料：18整体原理图18程序21251.引言当今，铂电阻广泛应用于医疗、电机、工业、温度计算、卫星、气象、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。日常生活中，温度已经成为人们必须知晓的一个物理量。温度的高低密切关系着生活中的每一个角落。温度传感器成为常用的传感器之一，为知晓生活中温度的高低提供了极大的便利。2.设计任务及要求基于热电阻的温度测量仪器的设计设计任务与要求：1.理解电阻测温的原理；2.理解数模转换器的原理以及与MCU的接口

6、方法；3.理解显示器与MCU的接口方法；4.编程实现温度的测量及显示;5.温度的确定方法建议不采用查表法，采用传感器的关系表达式；6测量温度范围：0～200℃。3.单臂电桥测温原理及铂电阻3.1直流电桥平衡原理近年来，低漂移集成运算放大器的发展，直流电桥得到了广泛的应用。如图3-1所示，U为电源电压，R1、R2、R3、R4电阻。初始状态，则电桥输出的电压或电流为零。此时电桥处于平衡状态。因此为电桥的条件。当其中任意一个电阻的阻值改变时，变化，其输出电压为图3.1平衡电桥253.2铂电阻的特性本次设计使用Pt100电阻，所

7、以这里将只介绍Pt100电阻的特性。pt100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工作原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而更应该趋近于一条抛物线。由于我们本次设计涉及到的温度范围：0～200℃。故阻值和温度之间的关系可以用下式近似表示等式中，、分别为0℃和t℃的电阻值。，Pt100在正常工作下其电流最大3.3由铂电阻构成

8、的单臂电桥如图3-1所示，当为铂电阻时（铂电阻的介绍将在第四节中介绍）。由于外界温度的影响下，铂电阻的阻值改变，导致平衡电桥失衡，从而输出。因此，我们利用铂电阻的电阻随温度变化而产生电桥输出电压，并利用铂电阻的特性，从而实现由非电量转换成电量的测量。254方案设计和选择4.1系统结构框图图4.14.2方案设计与确定方