基于热敏电阻的传感器（NTC热敏电阻温度传感器）Word文件下载.docx
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0-100 ，显示分辨率0.1 。
包含温度传感器，AD转换器，51系列单片机，
LED数码显示管四部分。
并利用汇编语言编制的程序，实现热敏电阻测温显示系统。
第2章 引言
单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分
支。
单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是
CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。
80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。
单片机具有体积小、重量轻、能耗省、价格低可靠性高和通用灵活等优点，广泛应用于卫星定向、汽车火化控制、交通自动管理等方面。
单片机有两种基本结构形式:
一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。
本课题讨论的热敏电阻测温显示系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机。
第3章 基本原理
3.1热敏电阻工作原理
3.1.1热敏电阻简介
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，利用的原理是温度引起电阻的变化。
若电子和空穴的浓度分别为、,迁移率分别为、，则半导体的电导为：
14
（3-1）
因为 、 、 、 都是依赖温度T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线，这就是半导体热敏电阻的工作原理。
热敏电阻包括正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）热敏电阻，以及临界温度热敏电阻（CTR）。
热敏电阻的主要特点是：
①灵敏度高，起电阻温度系数要比金属大10-100倍以上，能检测出很小的温度变化；
②工作温度范围宽，常温器件适用
于-55 —315 ；
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—100 间任意选择；
⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产，稳定性好，过载能力强。
本课程设计中采用WAVE2000试验箱中的NTC热敏电阻。
3.1.2基于热敏电阻的温度传感器原理
本课程设计中采用NTC热敏电阻，其相关温度传感器电路原理图如图 1所
示。
图1 温度传感器原理图
温度传感器中采用电桥电路，并利用AD713S四运算放大将电阻值转换为电压值输出。
3.2AD转换器工作原理
3.2.1AD0808简介
本设计中才用型号为AD0808的A/D转换器.ADC0808对输入模拟量要求：
信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；
输入的模拟量在转换过程
图2ADC0808芯片
中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。
本电路设计直接采用0-5V的输出电压即可满足电路需求，AD0808芯片图如图2所示：
3.2.2基于AD0808的数模转换电路
本设计中试验箱内部基于AD0809的模数转换电路图，如图3所示
图3模数转换电路图
如图3所示，实验只有IN0和IN1两个输入端口，输出端口地址取决于片选
A/D_CS所接片选端得段地址，片选将于第四章讲述。
ADC0808是8位逐次逼近型
A/D转换器。
它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个 A/D转换器和一
个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。
三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
3.3AT89C51工作原理
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable andErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
其主要特性如下：
•与MCS-51兼容
•4K字节可编程FLASH存储器
•寿命：
1000写/擦循环
•数据保留时间：
10年
•全静态工作：
0Hz-24MHz
•三级程序存储器锁定
•128×
8位内部RAM
•32可编程I/O线
•两个16位定时器/计数器
•5个中断源
•可编程串行通道
•低功耗的闲置和掉电模式
•片内振荡器和时钟电路
3.4LED数码管显示原理
3.4.1LED数码管简介
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2个8数码管字样了。
如：
显示一个“2”字，那么应
当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。
LED数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。
小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为1.8V左右，电流不超过30mA。
发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管，发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。
常用LED数码管显示的数字和字符是
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
本设计中为共阴极数码管。
图4八段数码管
3.4.2LED数码管驱动方式
LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
A、静态显示驱动：
静态驱动也称直流驱动。
静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的
I/O口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位器进行驱动。
静态驱动的优点是编程简
单，显示亮度高，缺点是占用I/O口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×
8=40根I/O口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O口才32个呢。
故实际应用时必须增加驱动器进行驱动，增加了电路的复杂性。
B、动态显示驱动：
数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"
a,b,c,d,e,f,g,dp"
的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的 I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的
选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
在轮流显示过程中，每位元数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O口，而且功耗更低。
本课程设计中采用的是动态显示驱动的方法实现热敏电阻测温显示系统。
表1数码管显示数字-共阴极字符码对照表
显示数字
1
2
3
4
共阴极字符码
06H
5BH
4FH
66H
5
6
7
8
6DH
7DH
07H
7FH
9
A
B
6FH
3FH
77H
7CH
C
D
E
F
39H
5EH
79H
71H
3.4.3LED数码管驱动电路
图5LED八段数码管电路原理图
如图5所示，LED数码管位选地址为0X002H，本课程设计中采用的是8255芯片的扩张。
8255接线图
第4章电路整体结构设计及软件设计
4.1电路整体结构设计
本课程设计中，，电路整体结构如下：
图6整体电路结构图
4.2软件设计
本课程设计采用的为汇编语言。
整体设计思路为：
开始—初始化程序—AD转换—数值转换—数码显示
模数转换子程序流程图如图7所示。
数码显示子程序流程图如图8所示。
图8数码显示流程图 图7模数转换流程图
4.3电路连接
4.4实验结果
实验结果如图10所示
图10实验现象
第5章心得体会
通过这次对热敏电阻测温显示系统的设计，我们不但学习了PROTUS这个软件，将所学的单片机，汇编语言，电路，数字电子技术，电路设计，传感器等学科的理论知识与实践相结合，而且更加深刻的体会到了实际中电路设计及软件设计与理想情况下的差别，为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，并得到更好的仿真结果，我们去图书馆查找各种相关的电路设计书，在电路尽量美观的基础上，不断的增强其实用性。
虽然我们用的是实验箱，但也和理论上有很大的差别。
一切都要有据可依.有理可寻。
而且通过用
PROTUS对结果一次次的仿真我发现有时候结果并不像理论上推出的那样，存在各种各样的不理想。
只有对程序进行更加深入的把握和对具体问题进行具体分析，才能理解试验中与软件中的联系与差别。
虽然不是第一次做这方面的事情，但在整个课程设计的过程中仍遇到了一些问题。
也看到了自己的不足之处。
如理论知识不够扎实，分析提升程序的能力不足等。
有时候虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中还会遇到一些意想不到的困惑，通过翻阅图书，分析计算等将问题解决，这时心里总会有莫名的喜悦感。
这也激发了我今后努力学习，进一步将理论联系到实践中的动力，这将对我以后的学习产生积极地影响。
通过这次设计我懂得了理论联系实践的重要性，发现了懂得了理论，并不代表精通运用。
在整个设计中，我对自己还算比较满意，但由于水平有限，接触实践不够多难免会有错误，还望老师批评指正，以便我们能更好的了解到自己的不足，予以弥补。
最后，如果可以的话，我希望课程设计的时间可以长一些，能够理解并设计出更好的汇编程序；
也希望在条件允许的情况下，我们可以自己动手做做实物，在实际制作中，我想我们可以学到更多的东西。
参考文献
1、张淑清 单片微型计算机接口技术及其应用 国防工业出版社 2001年
2、张淑清 单片机原理及应用技术 国防工业出版社 2000年
3、李秀忠 单片机应用技术汇编 中国劳动社会保障出版社 2006年
4、赵负图 现代传感器集成电路 人民邮电出版社 2000年
5、赛尔吉欧·
弗朗哥著 刘树棠译 基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计 西安交通大学出版社 2009年
6、康华光 电子技术基础模拟部分 高等教育出版社 2002年
7、李科杰 新编传感器技术手册 国防工业出版社 2001年
8、贾伯年 传感器技术 东南大学出版社 1992年
9、杨宝清、孙宝元 传感器及其应用手册 2004年
附录
全部汇编程序如下所示：
ORG 0000H
SJMP STARTORG 0030H
START:
MOV DPTR, #8003HMOV A, #81H
MOVX@DPTR,A
MAIN:
MOV DPTR, #0000HMOVX @DPTR,A
LCALL DLLOOP1:
MOVXA,@DPTR
MOV B, #51DIV AB
MOV 78H, A
MOV A, B
MOV B, #5DIV AB
MOV 79H, A
MOV 7AH, B
DISP:
MOV DPTR, #8001HMOV A, #02HMOVX@DPTR,A
MOV DPTR, #TABMOV A, 78H
MOVCA, @A+DPTRMOV DPTR, #8000HMOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
MOV DPTR, #8001HMOV A, #04HMOVX@DPTR,A
MOV DPTR, #TABMOV A, 79H
MOVCA, @A+DPTRMOV DPTR, #8100HMOVX@DPTR,A
MOV DPTR, #8001HMOV A, #08HMOVX@DPTR,A
MOV 7AH,#TABMOV A, 7AH
LCALLDELAYSJMP MAIN
DL:
MOV R7, #01HAA:
MOV R6,#8EHAA1:
MOV R5,#02H
DJNZ R5,$DJNZ R6,AA1DJNZ R7,AARET
DELAY:
MOV R6, #02H
DL0:
MOV R5, #3FHDJNZ R5,$
DJNZ R6,DL0RET
TAB:
DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND
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