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《基于ARM的溫度計設(shè)計課程設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于ARM的溫度計課程設(shè)計學(xué)校院系：電氣信息工程學(xué)院專業(yè)班級：電子信息工程（1）班學(xué)生姓名：程文學(xué)生學(xué)號：201110501006指導(dǎo)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(zhuǎn)換原理33硬件電路設(shè)計43．1ARM微控制器LPC2142簡介63．2LED顯示驅(qū)動管理芯片MC1448974系統(tǒng)軟件設(shè)計74．1程序設(shè)計流程圖74．2溫度計算程序75結(jié)語14141引言隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,熱敏電阻作為一種新型感溫元件應(yīng)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(dǎo)體。不同于
2、導(dǎo)體的阻值——溫度特性（溫度升高，阻值增大），半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值——溫度特性是當溫度升高，阻值降低。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于半導(dǎo)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(dǎo)電能力越強，電阻率就越小。熱敏電阻溫度計是利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度急劇變化的特性而制作的，以半導(dǎo)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。可以利用這種“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(zhuǎn)換器以及LED顯示模塊構(gòu)成，分立元件多、功耗大、設(shè)計復(fù)雜且難以調(diào)試；軟件上也多采用冗長繁瑣的匯編語言
3、來實現(xiàn)，設(shè)計效率低、可移植性差、性能難以保證。傳統(tǒng)的８位單片機已經(jīng)越來越不能適應(yīng)逐漸復(fù)雜的應(yīng)用需求。友好的交互界面、網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用系統(tǒng)正逐步取代傳統(tǒng)的以ＰＣ為中心的應(yīng)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(lǐng)域得到了廣‘泛的應(yīng)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(yīng)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
4、器的發(fā)展。RAM（AdvancedRISCMachines）是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)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(diào)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(lǐng)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(fù)雜性，程序代碼會越來越龐大，需要管理的外設(shè)越來越多，只有擁有嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng)，擁有穩(wěn)定工作的硬件基礎(chǔ)，開發(fā)工作重點才能由原來的硬件的
5、調(diào)試、軟件的ＤＥＢＵＧ轉(zhuǎn)變?yōu)閷τ趯嶋H應(yīng)用系統(tǒng)的性能提高、智能化軟件的編寫。由于電子技術(shù)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(nèi)部自帶的A/D轉(zhuǎn)換器和SPI接口來控制LED顯示驅(qū)動器MC14489進行溫度的實時顯示。2熱敏電阻溫度的轉(zhuǎn)換原理熱敏電阻是溫度傳感器的一種，他由仿陶瓷半導(dǎo)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
6、。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(fù)雜。為此，在要求不高的一般應(yīng)用中，常做出在一定的溫度范圍內(nèi)溫度與阻值成線性關(guān)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(guān)的溫度參數(shù)；K為與熱敏電阻特性有關(guān)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(guān)系轉(zhuǎn)化為電壓隨溫度變化的關(guān)系了。數(shù)字式電阻溫度計設(shè)計的主要工作，
7、就是把熱敏電阻兩端電壓值經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)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硬件電路設(shè)計在電子技術(shù)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(yīng)用領(lǐng)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(zhuǎn)換和溫度實時顯示。圖2為整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換啟動方式以及轉(zhuǎn)換
