基于单片机的热敏电阻数字温度计设计(含电路图,Proteus仿真程序)

基于单片机的热敏电阻数字温度计设计(含电路图,Proteus仿真程序)(任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文18400字,Proteus仿真程序,答辩PPT)
摘 要
数字温度计是利用温度传感器将温度转换成数字信号，然后通过液晶、数码管等显示以数字形式的温度，能快速准确地测量人体温度的最高值，与传统的水银体温计相比，具有读数字方便，测量时间短，测量精度高,能记忆并有提示音等优点，尤其是数字体温计不含水银，对人体及周围环境无害特别适合于医院、家庭使用。目前，由AT89C51单片机与A/D 转换器组成的一系列的数字温度计，已被广泛用于电子及电工测量、仪表测量等工业测量领域。本设计主要介绍AT89C51单片机与A/D 转换器的工作原理，以及相关的数据处理技术, 使用单片机的数字电压表，精准度高、扩展性强、较强的抗干扰能力，与PC同时可以进行实时的数据通信。在系统硬件设计中，以AT89C51单片机为核心的控制器件，热敏电阻作为采集温度器件，采用TLC548作为AD转换器，将转换后的数字量化值送入AT89C51的端口，通过转换得到电压值，并通过数码管显示。

关键词：单片机；数字温度计；A/D转换器

Abstract
Digital thermometer is a kind of device which can convert the temperature signal to digital signal by the use of a temperature sensor, and then display the temperature in digital form through a LCD or LED. Digital thermometer can not only quickly and accurately measure the body temperature of the highest value, but have the advantages of easy reading, shorter measurement time, higher accuracy, information storable and tone warnings etc. Compared with the traditional mercury thermometer. What’s more, the digital thermometers do harmless to humans and the environment for its free from mercury, and particularly suitable for hospitals, home use. Nowadays, digital thermometers that consist of the AT89C51 micro controller with A/D converter have been widely used in industrial measurement electronics, electrical measurements and instrument measurement. This design mainly talks about AT89C51 micro controller, A/D converter, and related data processing technology, SCM digital voltmeter is used in this design for its high accuracy, scalability, strong anti-jamming capability, and its real-time data communications with PCs. In the system hardware design, AT89C51 micro controller is taken as the core control devices, with temperature thermistor used as collection devices. As for A/D converter, TLC548 is chosen through which the converted digital quantization value transfer to AT89C51 port, the voltage value is obtained by conversion and shown through the digital display.
KEY WORDS:  single chip；digital thermometer；A/D converter

本文内容及结构安排
本设计是以TLC548为AD转换器，AT89C51单片机为核心控制器，热敏电阻作为采集温度的器件，通过AD转换器TLC548量化为二进制的数字量，并通过TLC548的数据通信端口，将二进制数字量送入单片机，单片机完成对二进制数字值进行转换处理后，将测量的温度值通过显示电路显示出来，显示电路采用数码管动态显示的方式，并且能够完成高温低温的报警设计，才超过设定的饿高低温时，蜂鸣器发出报警。
温差电偶温度计是一种工业上广泛应用的测温仪器。利用温差电现象制成。两种不同的金属丝焊接在一起形成工作端，另两端与测量仪表连接，形成电路。把工作端放在被测温度处，工作端与自由端温度不同时，就会出现电动势，因而有电流通过回路。通过电学量的测量，利用已知处的温度，就可以测定另一处的温度。这种温度计多用铜-康铜、铁-康铜、镍铬-康铜、金钴-铜、铂-铑等组成。 它适用于温差较大的两种物质之间，多用于高温和低温测量。有的温差电偶能测量高达3 000 ℃的高温，有的能测接近绝对零度的低温。
高温温度计是指专门用来测量500℃以上的温度的温度计，有光测温度计、比色温度计和辐射温度计。高温温度计的原理和构造都比较复杂，这里不再讨论，其测量范围为500 ℃至3 000 ℃以上，不适用于测量低温。

热敏电阻的概述
热敏电阻是敏感元件的一类，按照温度系数的不同分为正温度系数热敏电阻（PTC:Positive Temperature Coefficient）和负温度系数热敏电阻（NTC:Negative Temperature Coefficient）。热敏电阻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。正温度系数热敏电阻（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体电子器件。
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。

本设计中，考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，采用C51系列的AT89C51单片机为核心来实现温度的测量。系统分四大部分：热敏电阻采集电路、A/D转换电路、高低温设定电路、单片机最小系统电路、显示电路、报警电路等。通过热敏电阻分压式采集热敏电阻上的分压，将电压送到A/D转换器得到量化后的数字值，送入单片机后，根据所测电压值把数据进行处理后，得出相应的温度值，并通过显示电路显示测量的温度。系统设计框图如图所示。
 
本设计以单片机为核心，采用89C51单片机，利用其管脚的特殊功能；使用12MHz组成的时钟震荡电路和手动复位电路组成最小系统；热敏电阻使用NTC类型的热敏电阻，采用分压式的方式获得热敏电阻的电压，A/D转换电路采用AD转换芯片TLC548；显示电路采用4位共阴极数码管动态显示，高低温设定采用外部中断进行设定，报警电路使用NPN三极管驱动蜂鸣器组成报警电路。
 

目录  
第1章 概述    1
1.1温度计的简介    1
1.2温度计的发展历史    2
1.3本文内容及结构安排    3
第2章 单片机热敏电阻数字温度计的系统设计    4
2.1热敏电阻的概述    4
2.2 系统的原理框图    6
2.3 单片机简介    7
2.4本章小结    11
第3章 单片机热敏电阻温度计的硬件设计    12
3.1单片机最小系统设计    12
3.2 数码管显示电路    12
3.3 AD转换电路与热敏电阻采集电路的设计    15
3.4本章小结    17
第4章 单片机热敏电阻温度计的软件设计    18
4.1 主程序流程图    18
4.2 TLC548转换的子程序    19
4.3数码管显示子程序    20
4.4本章小结    22
第5章 系统调试    23
5.1系统测试    23
5.2本章小结    24
结 论    25
致  谢    26
参考文献    27
附 录    28
附录一　系统电路图    28
附录二　源程序    28