引言
温度测量在工业、农业、医疗等领域有着*的应用。单片机作为一种低成本、高集成度的控制芯片,可以方便地实现温度测量功能。而热电阻是*常用的温度传感器之一,具有精度高、稳定性好等优点。本文将介绍如何使用单片机对热电阻进行温度测量,包括测量原理、硬件设计、软件实现等方面的内容。
测量原理
热电阻是一种电阻器件,其阻值随温度的变化而变化。一般来说,热电阻的阻值与温度呈正相关关系,即温度越高,阻值越大。因此,可以通过测量热电阻的阻值来间接得到温度值。
硬件设计
单片机测温的硬件设计主要包括热电阻选择、信号采集电路和单片机接口设计三部分。
热电阻选择:热电阻的阻值范围应根据测量温度范围和精度要求来选择。一般来说,阻值较大的热电阻精度较高。此外,还需要考虑热电阻的封装形式、耐温范围等因素。 信号采集电路:信号采集电路的作用是将热电阻的阻值转换为电压信号,以便单片机可以读取。常见的信号采集电路有电阻分压器、运放放大器等。电阻分压器电路简单,但精度不高。运放放大器电路精度较高,但电路比较复杂。 单片机接口设计:单片机需要通过模拟输入通道读取信号采集电路输出的电压信号。通常情况下,单片机有多个模拟输入通道,可以同时连接多个热电阻。需要根据单片机的管脚资源和测量精度要求来选择合适的模拟输入通道。软件实现
单片机测温的软件实现主要包括数据采集、温度计算和显示三部分。
数据采集:使用单片机的A/D转换器对信号采集电路输出的电压信号进行采样。采样的频率和精度应根据测量精度要求来确定。 温度计算:根据热电阻的阻值-温度特性曲线,计算热电阻阻值对应的温度值。通常情况下,需要使用查表法或分段线性拟合法来计算温度值。 显示:将计算得到的温度值通过LCD、LED或串口等方式显示出来。应用范例
下面以51系列单片机为例,介绍一个使用热电阻测温的应用范例。
硬件设计:采用电阻分压器电路作为信号采集电路,热电阻选择阻值为10kΩ,单片机选用STC89C52RC。 软件实现:使用单片机的定时器中断进行数据采集,采样频率为100Hz。使用查表法计算温度值,温度显示分辨率为0.1℃。将温度值通过LCD显示出来。结束语
单片机用热电阻测温是一种精度高、稳定性好、成本低的温度测量方法。通过选择合适的热电阻、信号采集电路和单片机接口,可以实现各种温控应用。