基于ARM的温度计设计课程设计

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1、基于ARM的温度计课程设计学校院系：电气信息工程学院专业班级：电子信息工程（1）班学生姓名：程文学生学号：201110501006指导老师：曾技2014年12月22日14目录1引言32热敏电阻温度的转换原理33硬件电路设计43．1ARM微控制器LPC2142简介63．2LED显示驱动管理芯片MC1448974系统软件设计74．1程序设计流程图74．2温度计算程序75结语14141引言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。热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体。不同于

2、导体的阻值——温度特性（温度升高，阻值增大），半导体热敏电阻的阻值——温度特性是当温度升高，阻值降低。产生这种现象的原因是由于半导体中的载流子数目随着温度升高而按数激烈地增加，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率就越小。热敏电阻温度计是利用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的，以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度的仪器。可以利用这种“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。传统的热敏电阻温度计硬件上大多采用普通单片机（MCS-51系列）+A/D转换器以及LED显示模块构成，分立元件多、功耗大、设计复杂且难以调试；软件上也多采用冗长繁琐的汇编语言

3、来实现，设计效率低、可移植性差、性能难以保证。传统的８位单片机已经越来越不能适应逐渐复杂的应用需求。友好的交互界面、网络互联功能、智能化的软件、高效的数据处理几乎成了智能化系统的共同需求。随着嵌入式系统的迅猛发展，这种应用系统正逐步取代传统的以ＰＣ为中心的应用，成为未来智能化仪表中的主力军。嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，已经在各领域得到了广‘泛的应用，如工业过程控制、远程监控、智能仪器仪表、机器人控制器、数控系统等。这就对传统的基于微控制器的ｊ窄制系统提出了更高的要求。目前，嵌入式系统的应用已经进入到一个高、低端并行发展的阶段，其标志就是32位微控制

4、器的发展。RAM（AdvancedRISCMachines）是嵌入式系统应用比较广泛的一种32位微处理器核，具有体积小、功耗低、集成度高、硬件调试方便和可移植操作系统等优点。为智能仪器向轻便化、智能化、微机一体化等方向发展提供了必要条件。ＡＲＭ（ＡｄｖａｎｃｅｄＲＩＳＣｂｔａｃｈｉｎｅｓ）处理器是目前公认的业界领先的３２位嵌入式ＲＩＳＣ微处理器。ＡＲＭ处理器性能高、功耗低、成本低，特有１６／３２位双指令集。随着嵌入式系统所要完成工作的复杂性，程序代码会越来越庞大，需要管理的外设越来越多，只有拥有嵌入式多任务操作系统，拥有稳定工作的硬件基础，开发工作重点才能由原来的硬件的

5、调试、软件的ＤＥＢＵＧ转变为对于实际应用系统的性能提高、智能化软件的编写。由于电子技术的飞速发展，电子元器件的性价比不断得到提高。我们采用32位的ARM7TDMI-S微处理器核LPC2142为控制核心，利用其内部自带的A/D转换器和SPI接口来控制LED显示驱动器MC14489进行温度的实时显示。2热敏电阻温度的转换原理热敏电阻是温度传感器的一种，他由仿陶瓷半导体组成。热敏电阻（NTC）不同于普通的电阻，他具有负的电阻温度特性，即当温度升高时，其电阻值减小。图1为热敏电阻的特性曲线。14热敏电阻的阻值～温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，因此在使用时要进行线性化处理

6、。线性化处理虽然能够改善热敏电阻的特性曲线，但是比较复杂。为此，在要求不高的一般应用中，常做出在一定的温度范围内温度与阻值成线性关系的假定，以简化计算。使用热敏电阻是为了感知温度，给热敏电阻通以恒定的电流，电阻两端就可测到一个电压，然后通过公式下面的公式可求得温度：T为被测温度；T0为与热敏电阻特性有关的温度参数；K为与热敏电阻特性有关的系数；VT为热敏电阻两端的电压。根据这一公式，如果能测得热敏电阻两端的电压，再知道参数T0和K，则可以计算出热敏电阻的环境温度，也就是被测的温度，这样就把电阻随温度的变化关系转化为电压随温度变化的关系了。数字式电阻温度计设计的主要工作，

7、就是把热敏电阻两端电压值经过A/D转换成数字量送到单片机中，然后通过软件方法计算出温度值，再进行显示、打印等处理。3硬件电路设计在电子技术迅猛发展的今天，一些功能强大的元器件价格不断下降，使其性价比不断得到提高，应用领域越来越广泛。我们就是采用32位的ARM微处理器核LPC2142代替传统的805l单片机为控制核心，进行A/D转换和温度实时显示。图2为整个系统的结构原理图。14热敏电阻NTC串联上一个普通电阻R，再接+5V电源，取RT两端电压，并送入微控制器LPC2142的AINl（P0．28引脚）通道进行A/D转换。转换启动方式以及转换