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基于热敏电阻的多点温度测量系统

发布时间:2020-06-30 22:20:03 阅读: 来源:清水离心泵厂家

0.引言

本文引用地址:在现代农业中,许多情况下需要温度测量,用来测量温度的传感器种类很多,热敏电阻器就是其中之一。热敏电阻灵敏度高、稳定性好、体积小、电阻值大等特点,已广泛于温度测量和控制领域。在所有被动式温度传感器中,热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高,在温室大棚内,温度测量精度一般在±0.5—1ºC左右,在这种情况下,,热敏电阻的引线长度在100—200米,对测量造成的误差可以忽略不计,使测量系统的电路简单、使用方便。

1.热敏电阻的测量电路

在多点温度测量系统中,热敏电阻采用温度-频率法测量框图,如图1所示。

图1温度—频率测量原理

图1中,IC1是555时基集成电路,是一个典型的无稳态多谐振荡器,IC2是AT89C52单片机。R3是555电路输出的电平上拉电阻,使输出的高电平稳定在5V,C2为抗干扰滤波电容,Rt为热敏电阻,f是频率信号输出。

其中 f="1".442695041/(C1*(R1+2*Rt ))

从上式可以看出,当C1、R1为固定值时,555时基电路的输出频率f仅仅与Rt有关,而热敏电阻的阻值Rt与测量的温度有关。因此,需要测量的温度由Rt热敏电阻转换成电阻值,通过555时基电路转换成频率信号,单片机通过P3。5(T1口)对频率进行测量,就可以计算出测量的温度值。

多路控制开关的组成与工作原理如图2所示。

图2 多路开关控制原理

在图2中,IC2 为单片机,IC3、IC4为74LS138集成电路组成,J01--J16为继电器。单片机的P1.0 – P1.2作为二个74LS138的地址,P1.3、P1.4作为二个74LS138的片选信号,单片机改变P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4的值,就可以控制继电器,使热敏电阻依次接入,进行温度信号的测量。采用继电器控制,减少了热敏电阻接入路的接触电阻,可以提高测量的精度。显示设备为5位LED数码管,2位用于显示温度信号的通道号,3位用于显示温度值,其中,2位整数,1位小数。

2.单片机的应用

单片机为AT89C52,片内有256B RAM和8KB的Flash ROM,可以反复多次改写程序,十分方便。单片机的定时器/计数器T1工作在方式1,作为16位的外部脉冲计数器,记录555电路输入的脉冲数。单片机的定时器/计数器T0也工作在方式1,作为16位定时器用,记录单片机CPU的时钟脉冲。在编写程序时,使T0的定时时间为0.1秒,通过T1在0.1秒内测量到的脉冲数,就可以计算出频率值,从而知道被测量的温度值。参考程序如下:(CPU振荡频率为12MHz)

MOV TMOD,#15H ;设置 T0为16位计数方式,T1为16位定时方式

MOV TH0,#00H ;T0计数器清零

MOV TL0,#00H ;

MOV 30H,#14AH ;循环20次,使定时时间为0.1秒

SETB TR0 ;启动T0计数器开始计数

Y1: MOV TH1,#3CH ;T1定时器设置初值

MOV TL1,#ACH ;

SETB TR1 ;启动T1定时器开始计时

Y2: JBC TF1,Y3 ;判别T1定时器计时50mS到否,到则转Y3

AJMP Y2 ;50mS未到,则继续

Y3: DJNZ 30H,Y1 ;判别定时0.1秒到否,未到则继续

CLR TR0 ;定时0.1秒到,清T0、T1溢出标志

CLR TR1 ;

MOV 7BH,TH0 ;将测量的频率值存放在7AH、7BH内存中

MOV 7AH,TL0

在单片机进行频率采样的时候,首先通过多路控制开关输出某温度测量信号的地址值,然后进行温度的测量。

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