温度采集与显示系统.
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附件
#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
温度采集与显示系统的设计
姓名：
学号：
摘要：
一、
温度采集与显示系统在人们的日常生活中的应用越来越广泛，如花卉栽培温湿度控制、大棚温室控制系统、粮库温室控制系统、现代化居室温湿度控制等等。
随着半导体技术的不断发展，热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。他具有体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点。单片机在测控系统中的作用是对信息进行处理、运算和发出控制命令等，但所要处理的信息是从外界拾取的，拾取的信号可以分为开关量和模拟量两种。开关量只需放大、整形和电平转换等处理后，即可直接送入单片机系统。但输入量如果是模拟量，处理的复杂程度就大大地增加了，由于模拟输入信号一般很微弱，需要进行放大，对于一个测控范围较大的仪器，还要有多级可变放大电路。另外，在放大有用信号的同时，干扰信号也被同时放大，还要进行必要的滤波处理。所以要设计出一个真正实用的单片机测控系统，必须先设计好适用的前向通道。根据被测对象输出信号的类型、大小、数量不同，前向通道的结构类型也各不相同。
本系统基于51单片机设计的温度采集与显示系统是A/D转换器、热敏电阻温度传感器、LCD显示屏及相应接口的综合应用。
二、
图
该系统是以NTC型热敏电阻为传感器的信号采集端，将温度信号转换成电压信号，再经ADC0809进行模数转换，进一步将电压信号转换成单片机可以处理的00H～FFH数字信号，并保证温度与数字信号实时同步，经单片机8051进行数据处理（查表和线性插值法），再进一步转换成与实际温度相符合的数字信号，并在LCD显示屏上实时跟踪显示。
电压V与电压AD的关系：
图
根据图2.4可用线性插值法在线性区间建立函数关系，随着电压的改变输出温度值。
三、
图3.1 热敏电阻温度采集电路图
图3.1中J1、J2、J3分别对应于模块上的V1、Vzero、Vout插孔，R3对应与 ZERO电位器，用于偏置电压调节；R9对应于GAIN电位器，用于增益调节。 使用时，可先将电路增益调节为1，具体做法如下：调节ZERO电位器，使Vzero=0V，用万用表分别测量V1、Vout端电压，调节GAIN电位器，使V1=Vout，此时电路增益为1。由此可得出电压与电阻之间的关系：
电压（V）
3.99936010
4.25061633
4.43852640
4.57766465
4.68015800
4.75474999
4.81037501
4.85210775
4.88367095
4.90768641
电压AD
205
218
228
235
240
244
247
249
250
252
在上面列的表格中，温度与阻值的关系是已知的，电压是根据式3-1得出的，电压的AD值是根据式2-1得出的。
2.76762980
3.25902750
3.67161110
电压AD
14
24
39
60
86
114
128
142
167
188
温度（℃）
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150Βιβλιοθήκη Baidu
阻值（K）
2.502
1.763
1.265
0.9226
0.6834
0.5158
0.3942
0.3048
0.2382
0.1881
温度（℃）
-30
-20
-10
0
10
20
25
30
40
50
阻值（K）
176.0
96.29
54.85
32.41
19.80
12.47
10.00
8.066
5.342
3.618
电压（V）
0.26881720
0.47041113
0.77101002
1.17896722
1.67785234
2.22518914
2.5
1、显示模块方案选择：
方案一：数码管显示，采用动态扫描的方式。优点是编程容易，硬件电路调试简单，显示两部分也比较好控制。缺点是显示的内容不够丰富，本系统需要实时显示电压AD值，放大后的十进制值以及温度值，实验台上提供的数码管数就达不到实时显示的效果。
方案二：用LCD液晶显示器显示，优点是功耗低，还能显示更多的字符，有着良好的人机界面，缺点是控制比较复杂。实验台上提供的是OCMJ2*8的中文模块系列液晶显示器，内含汉字字库和英文字库，可以实汉字、ASCII码的同屏显示，能够达到实时显示的效果。
不足之处：
实验台提供的可调输出电压的范围是0-4.5V，正确来说显示的温度范围应为-35 至90 。这样选定的线性区间才能较小误差，更趋近与表格提供的数值。所以，更细分的取线性部分得到的数值会更好。
六、
通过此次实习，使我对所学知识进行了实践。掌握了A/D转换芯片性能及编程方法、单片机系统中扩展LCD显示的方法以及温度传感器和LCD的工作原理及综合应用。在数据处理部分学会了线性插值法。在编写程序时，也发现对一些程序中的函数的处理不够合理，在自己的多次运行下，还是能够实现温度监控的功能。本次单片机实训让我很有成就感，并对以前所学的单片机知识做了一个小结。
2、
AD0809型8位MOS型A/D转换器，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100微秒左右。
图2.2 AD0809逻辑图
由图
图2.3 AD0809时序图
如图2.3，其工作过程是：
1)
2)
3)
4)
5)
6)
3、数据处理部分----查表和线性插值法
热敏电阻为一种阻值随温度变化的电阻，按其变化关系可分为两类：正温度系数（简称PTC）和负温度系数（简称NTC）。PTC元件的阻值随温度的上升而上升，NTC元件的阻值随温度的上升而下降。本模块中使用的为NTC型热敏电阻,在常温(25℃)下其阻值为10K，其阻值与温度的关系、阻值与电压的关系、电压值与电压AD值得关系如下表所示：
四、
图4.1 主函数程序流程图
图4.2 LCD显示流程图
图4.3 A/D转换流程图
图4.3 中断服务程序
五、
出现的问题及解决方法：
在数据处理部分，之前是建立电压值V与温度值T的关系来显示温度，发现再怎么细分线性部分，输出的温度误差还是很大，而且显示的温度值一直在跳变。于是决定找电压值AD与温度之间的关系，这样减小了误差，显示的温度值也几乎不再跳变了。
#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
温度采集与显示系统的设计
姓名：
学号：
摘要：
一、
温度采集与显示系统在人们的日常生活中的应用越来越广泛，如花卉栽培温湿度控制、大棚温室控制系统、粮库温室控制系统、现代化居室温湿度控制等等。
随着半导体技术的不断发展，热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。他具有体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点。单片机在测控系统中的作用是对信息进行处理、运算和发出控制命令等，但所要处理的信息是从外界拾取的，拾取的信号可以分为开关量和模拟量两种。开关量只需放大、整形和电平转换等处理后，即可直接送入单片机系统。但输入量如果是模拟量，处理的复杂程度就大大地增加了，由于模拟输入信号一般很微弱，需要进行放大，对于一个测控范围较大的仪器，还要有多级可变放大电路。另外，在放大有用信号的同时，干扰信号也被同时放大，还要进行必要的滤波处理。所以要设计出一个真正实用的单片机测控系统，必须先设计好适用的前向通道。根据被测对象输出信号的类型、大小、数量不同，前向通道的结构类型也各不相同。
本系统基于51单片机设计的温度采集与显示系统是A/D转换器、热敏电阻温度传感器、LCD显示屏及相应接口的综合应用。
二、
图
该系统是以NTC型热敏电阻为传感器的信号采集端，将温度信号转换成电压信号，再经ADC0809进行模数转换，进一步将电压信号转换成单片机可以处理的00H～FFH数字信号，并保证温度与数字信号实时同步，经单片机8051进行数据处理（查表和线性插值法），再进一步转换成与实际温度相符合的数字信号，并在LCD显示屏上实时跟踪显示。
电压V与电压AD的关系：
图
根据图2.4可用线性插值法在线性区间建立函数关系，随着电压的改变输出温度值。
三、
图3.1 热敏电阻温度采集电路图
图3.1中J1、J2、J3分别对应于模块上的V1、Vzero、Vout插孔，R3对应与 ZERO电位器，用于偏置电压调节；R9对应于GAIN电位器，用于增益调节。 使用时，可先将电路增益调节为1，具体做法如下：调节ZERO电位器，使Vzero=0V，用万用表分别测量V1、Vout端电压，调节GAIN电位器，使V1=Vout，此时电路增益为1。由此可得出电压与电阻之间的关系：
电压（V）
3.99936010
4.25061633
4.43852640
4.57766465
4.68015800
4.75474999
4.81037501
4.85210775
4.88367095
4.90768641
电压AD
205
218
228
235
240
244
247
249
250
252
在上面列的表格中，温度与阻值的关系是已知的，电压是根据式3-1得出的，电压的AD值是根据式2-1得出的。
2.76762980
3.25902750
3.67161110
电压AD
14
24
39
60
86
114
128
142
167
188
温度（℃）
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150Βιβλιοθήκη Baidu
阻值（K）
2.502
1.763
1.265
0.9226
0.6834
0.5158
0.3942
0.3048
0.2382
0.1881
温度（℃）
-30
-20
-10
0
10
20
25
30
40
50
阻值（K）
176.0
96.29
54.85
32.41
19.80
12.47
10.00
8.066
5.342
3.618
电压（V）
0.26881720
0.47041113
0.77101002
1.17896722
1.67785234
2.22518914
2.5
1、显示模块方案选择：
方案一：数码管显示，采用动态扫描的方式。优点是编程容易，硬件电路调试简单，显示两部分也比较好控制。缺点是显示的内容不够丰富，本系统需要实时显示电压AD值，放大后的十进制值以及温度值，实验台上提供的数码管数就达不到实时显示的效果。
方案二：用LCD液晶显示器显示，优点是功耗低，还能显示更多的字符，有着良好的人机界面，缺点是控制比较复杂。实验台上提供的是OCMJ2*8的中文模块系列液晶显示器，内含汉字字库和英文字库，可以实汉字、ASCII码的同屏显示，能够达到实时显示的效果。
不足之处：
实验台提供的可调输出电压的范围是0-4.5V，正确来说显示的温度范围应为-35 至90 。这样选定的线性区间才能较小误差，更趋近与表格提供的数值。所以，更细分的取线性部分得到的数值会更好。
六、
通过此次实习，使我对所学知识进行了实践。掌握了A/D转换芯片性能及编程方法、单片机系统中扩展LCD显示的方法以及温度传感器和LCD的工作原理及综合应用。在数据处理部分学会了线性插值法。在编写程序时，也发现对一些程序中的函数的处理不够合理，在自己的多次运行下，还是能够实现温度监控的功能。本次单片机实训让我很有成就感，并对以前所学的单片机知识做了一个小结。
2、
AD0809型8位MOS型A/D转换器，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100微秒左右。
图2.2 AD0809逻辑图
由图
图2.3 AD0809时序图
如图2.3，其工作过程是：
1)
2)
3)
4)
5)
6)
3、数据处理部分----查表和线性插值法
热敏电阻为一种阻值随温度变化的电阻，按其变化关系可分为两类：正温度系数（简称PTC）和负温度系数（简称NTC）。PTC元件的阻值随温度的上升而上升，NTC元件的阻值随温度的上升而下降。本模块中使用的为NTC型热敏电阻,在常温(25℃)下其阻值为10K，其阻值与温度的关系、阻值与电压的关系、电压值与电压AD值得关系如下表所示：
四、
图4.1 主函数程序流程图
图4.2 LCD显示流程图
图4.3 A/D转换流程图
图4.3 中断服务程序
五、
出现的问题及解决方法：
在数据处理部分，之前是建立电压值V与温度值T的关系来显示温度，发现再怎么细分线性部分，输出的温度误差还是很大，而且显示的温度值一直在跳变。于是决定找电压值AD与温度之间的关系，这样减小了误差，显示的温度值也几乎不再跳变了。