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1、基于ARM的溫度計課程設計學校院系：電氣信息工程學院專業(yè)班級：電子信息工程（1）班學生姓名：程文學生學號：201110501006指導老師：曾技2014年12月22日14目錄1引言32熱敏電阻溫度的轉換原理33硬件電路設計43．1ARM微控制器LPC2142簡介63．2LED顯示驅動管理芯片MC1448974系統(tǒng)軟件設計74．1程序設計流程圖74．2溫度計算程序75結語14141引言隨著半導體技術的不斷發(fā)展,熱敏電阻作為一種新型感溫元件應用越來越廣泛。他具有體積小、靈敏度高、重量輕、熱慣性小、壽命長以及價格便宜等優(yōu)點。熱敏電阻是阻值對溫度變化非常敏感的一種半導體。不同于導體的阻值——溫度特
2、性（溫度升高，阻值增大），半導體熱敏電阻的阻值——溫度特性是當溫度升高，阻值降低。產生這種現(xiàn)象的原因是由于半導體中的載流子數(shù)目隨著溫度升高而按數(shù)激烈地增加，載流子的數(shù)目越多，導電能力越強，電阻率就越小。熱敏電阻溫度計是利用半導體的電阻值隨溫度急劇變化的特性而制作的，以半導體熱敏電阻為傳感器，通過測量其電阻值來確定溫度的儀器?？梢岳眠@種“非平衡電橋”的電路原理來實現(xiàn)對溫度的測量。傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度計硬件上大多采用普通單片機（MCS-51系列）+A/D轉換器以及LED顯示模塊構成，分立元件多、功耗大、設計復雜且難以調試；軟件上也多采用冗長繁瑣的匯編語言來實現(xiàn)，設計效率低、可移植性差、性能難以
3、保證。傳統(tǒng)的８位單片機已經(jīng)越來越不能適應逐漸復雜的應用需求。友好的交互界面、網(wǎng)絡互聯(lián)功能、智能化的軟件、高效的數(shù)據(jù)處理幾乎成了智能化系統(tǒng)的共同需求。隨著嵌入式系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，這種應用系統(tǒng)正逐步取代傳統(tǒng)的以ＰＣ為中心的應用，成為未來智能化儀表中的主力軍。嵌入式系統(tǒng)以其小型、專用、易攜帶、可靠性高的特點，已經(jīng)在各領域得到了廣‘泛的應用，如工業(yè)過程控制、遠程監(jiān)控、智能儀器儀表、機器人控制器、數(shù)控系統(tǒng)等。這就對傳統(tǒng)的基于微控制器的ｊ窄制系統(tǒng)提出了更高的要求。目前，嵌入式系統(tǒng)的應用已經(jīng)進入到一個高、低端并行發(fā)展的階段，其標志就是32位微控制器的發(fā)展。RAM（AdvancedRISCMachines）
4、是嵌入式系統(tǒng)應用比較廣泛的一種32位微處理器核，具有體積小、功耗低、集成度高、硬件調試方便和可移植操作系統(tǒng)等優(yōu)點。為智能儀器向輕便化、智能化、微機一體化等方向發(fā)展提供了必要條件。ＡＲＭ（ＡｄｖａｎｃｅｄＲＩＳＣｂｔａｃｈｉｎｅｓ）處理器是目前公認的業(yè)界領先的３２位嵌入式ＲＩＳＣ微處理器。ＡＲＭ處理器性能高、功耗低、成本低，特有１６／３２位雙指令集。隨著嵌入式系統(tǒng)所要完成工作的復雜性，程序代碼會越來越龐大，需要管理的外設越來越多，只有擁有嵌入式多任務操作系統(tǒng)，擁有穩(wěn)定工作的硬件基礎，開發(fā)工作重點才能由原來的硬件的調試、軟件的ＤＥＢＵＧ轉變?yōu)閷τ趯嶋H應用系統(tǒng)的性能提高、智能化軟件的編寫。由于電
5、子技術的飛速發(fā)展，電子元器件的性價比不斷得到提高。我們采用32位的ARM7TDMI-S微處理器核LPC2142為控制核心，利用其內部自帶的A/D轉換器和SPI接口來控制LED顯示驅動器MC14489進行溫度的實時顯示。2熱敏電阻溫度的轉換原理熱敏電阻是溫度傳感器的一種，他由仿陶瓷半導體組成。熱敏電阻（NTC）不同于普通的電阻，他具有負的電阻溫度特性，即當溫度升高時，其電阻值減小。圖1為熱敏電阻的特性曲線。14熱敏電阻的阻值～溫度特性曲線是一條指數(shù)曲線，非線性較大，因此在使用時要進行線性化處理。線性化處理雖然能夠改善熱敏電阻的特性曲線，但是比較復雜。為此，在要求不高的一般應用中，常做出在一定
6、的溫度范圍內溫度與阻值成線性關系的假定，以簡化計算。使用熱敏電阻是為了感知溫度，給熱敏電阻通以恒定的電流，電阻兩端就可測到一個電壓，然后通過公式下面的公式可求得溫度：T為被測溫度；T0為與熱敏電阻特性有關的溫度參數(shù)；K為與熱敏電阻特性有關的系數(shù)；VT為熱敏電阻兩端的電壓。根據(jù)這一公式，如果能測得熱敏電阻兩端的電壓，再知道參數(shù)T0和K，則可以計算出熱敏電阻的環(huán)境溫度，也就是被測的溫度，這樣就把電阻隨溫度的變化關系轉化為電壓隨溫度變化的關系了。數(shù)字式電阻溫度計設計的主要工作，就是把熱敏電阻兩端電壓值經(jīng)過A/D轉換成數(shù)字量送到單片機中，然后通過軟件方法計算出溫度值，再進行顯示、打印等處理。3硬件
7、電路設計在電子技術迅猛發(fā)展的今天，一些功能強大的元器件價格不斷下降，使其性價比不斷得到提高，應用領域越來越廣泛。我們就是采用32位的ARM微處理器核LPC2142代替?zhèn)鹘y(tǒng)的805l單片機為控制核心，進行A/D轉換和溫度實時顯示。圖2為整個系統(tǒng)的結構原理圖。14熱敏電阻NTC串聯(lián)上一個普通電阻R，再接+5V電源，取RT兩端電壓，并送入微控制器LPC2142的AINl（P0．28引腳）通道進行A/D轉換。轉換啟動方式以及轉換
