热敏电阻总结

热敏电阻测温度系统功能：利用热敏电阻作为媒介元件，测环境温度性能指标：本系统是一款体积小，供电电压只需5V，测量温度范围0~65摄氏度。具有操作简单，使用灵活的特点，热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。本电路采用的是负温度系数热敏电阻器（NTC），当温度越高时电阻值越低，并且由于其存在非线性特性，使得最终测得的温度值的误差会随着温度的升高越来越大。在50°C以上的较高温度范围内，热敏电阻的读数精度降低，温度越高，精度越低。操作步骤：本系统操作简单，只需接通5v电源，便可测其环境中得温度。方案论证：方案一：测量热敏电阻的阻值变化可用C8051F330的比较器（Comparator_A）和定时器（Timer_A）。测量电路只需要一个参考电阻和一个电容再加热敏电阻就能实现，如图所示。GNI)将Comparator_A的CA0端接外部信号，CA1端接内部参考电压0.25Vcc。Timer_A工作在捕获模式，下降沿捕获，通过CCI1B捕获CAOUT。先使P1.2端口输出高电平，通过Rref给电容C充电。充电完毕时，CA0端电压高于CA1端电压，CAOUT输出1。读Timer_A的计数值t0。然后再使P1.1端口输出低电平，电容C通过Rref放电，当CA0端电压降至0.25Vcc时，Comparator_A输出翻转，CAOUT输出0,Timer_A通过捕获到下降沿，触发定时器中断，读出捕获值tl。C6通过Rref放电到0.25Vcc的时间time_ref=t1-t0。再对热敏电阻Rsens充电和放电，同样测出C6通过Rsens放电到0.25Vcc的时间time_sens。由下面的公式可以计算出热敏电阻（Rsens）的阻值。Rsens=Rref*time-睥气.,J /time-ref方案二：利用8951单片机GND其工作原理为：先将P1.0、P1.1都设为低电平输出，使两个电容放电至放完。将P0.0、P0.1设置为输入状态，P1.0设为高电平输出，通过R0电阻对C充电，延迟一段时间后（延迟时间可长一点，使电容保证充满电）当使电容充满电后，此时使P1.0为低电平，同时启动单片机内部计时器开始计时，检测P0.0口状态，当P0.0口检测为低电平时，停止计时，单片机计时器记录下从开始放电到P0.0口转变为低电平的时间T0。同理可求出通过热敏电阻对C充电的时间T1从电容的电压公式：%=论（1-e-*rc）可以得到：T0/R0=T1/Rse，即Rse=T1xR0/T0方案三：利用555定时器YCCYCC其放电时间t2=其放电时间t2=RtCln"-2Vcc/3).；(0-Vcc/3)=07RtCGNI)如图所示为用555定时器和温度传感器构成的多谐振荡器的电路。接通电源的瞬间，电容器C上得电压为0，引脚2和引脚6的电位均小于VCC/3.由555定时器的原理可知，输出V0=1，定时器内部放电管截止。此后，电源VCC通过热敏电阻Rt对C充电，引脚2和引脚6的电位逐渐升高，当升高到2Vcc/3时，输出端跳变为低电平，这时定时器内部放电管导通，C通过RT和放电管放电，引脚2和引脚6的电位逐渐降低，当降低到Vcc/3时，输出端又跳变为高电平，定时器内部放电管截止。从而形成矩形脉冲信号。其充电时间t1=RtClnVcc-Vcc/3)/(Vcc-2/3Vcc)=07RtC多谐振荡器的周期t为t=t1+t2=1.4RtC,由于Rt随温度的变化而改变，因此只要求出振荡周期就可以得到Rt，进而求出温度值。

其充电时间t1=综上所述：采用方案二制作，因为方案二，不仅电路成本小，而且电路简单,便于与超声波测距模块相结合，作为超声波测距的温度补偿。系统框图:Lcd1602热敏电阻与电容单片机电阻与电容Lcd1602热敏电阻与电容单片机电阻与电容遇到的问题和解决的办法：首先要先进行方案的论证，当选定方案之后，要进行硬件上的验证，当选择方案二时，由于在之前不了解单片机端口的特性，因此单单套用如下图所示的原理图，是无法完成温度的测量的。012■■012■■,-^1H|>01PA01.n」I54JM图2检测装置的硬件电路上面电路的原理假设P1.1和P1.2为输入状态，通过使P1.0为输出高电平给电容充电，直至为电容充满，此时使P1.0为低电平，同时打开定时器且一直对P1.2脚进行检测，判断P1.2脚是否为低电平，当检测到低电平时，停止计时，设计时的时间为Tt。按同样的道理设置P1.1进行计时，同样计时的时间记为T1。根据公式可得热敏电阻的阻止为Rt据公式可得热敏电阻的阻止为Rt=R1XT./Ti(R1为精密电阻，选择为10K。)。但是由于我们所使用的单片机是STC系列的。分析发现会觉得其端口的P1，P2,P3的I/O口无法实现上述的原理是因为51单片机的I/O口内部除了P0口之外，

都接有上拉电阻，因此必然会对于电容的充放电会有所影响的。其影响过程是例如假设电容已经充饱电，此时当使P1.0为低电平时，电容通过电阻R1放电，此时用定时器检测电容放电的时间，由于在电容放电的过程中因为P1.1为高电平，并且P1.2内部还有上拉电阻，所以当电容通过P1.0放电的同时，又会造成P1.1和P1.2对电容充电，因此用单片机的I/O口无法完成电容的放电时间的检测。在51单片机中，P1，P2,P3口都接有上拉电阻，因此必定会对电容的放电有所影响。不过对于P0口（其端口电路如下图所示），当P0端口作为数据/地址总线使用时（用于外部RAM的访问），此时其电路输出驱动的形式是推挽输出。。地址/数据控制Vcc读祯存器MUX读祯存器MUX读引脚而当将P0口作为输入输出端口使用时，由于T1管是截止的，因此其输出是漏极开路输出的形式，当将其作为输入口使用时，只需要设置为T2为截止，即向锁存器写1，这时P0.X相当于悬空，可以实现不影响电容的放电，这样检测电路的部分就可以完成了。为了检测电容的放电时间必须要用到P0口，对于电容的充放电就采用P1口，此时肯定是不可能用到P0口的，因为此时的P0口是漏极开路的形式，根本就无法提供电流给电容进行充电。同时又为了能让精密电阻对电容的充放电和通过温敏电阻对电容充放电互不干扰，还需要将其分开成两个部分。所以就将上图的电路原理图修改成方案二图所示的电路原理图。误差分析：在本程序中通过office中的excel采用公式拟合的方法求得电阻和温度之间的函数关系y=1E-10x"6-5E-08x"5+8E-06x"4-0.0008x"3+0.0446x"2-1.6593x+32.774（其中E是表示以10为底的幕函数）由于热敏电阻的非线性严重、互换性差，因此当温度升高时其所对应的温度误差会越来越大，因此为了消除误差，在每隔温度间隔之后，调整所对应的温度值，其调整的数值的大小是通过用微软公司的MicrosoftVisualC++6.0软件

来进行校对正确度的，调整过程是让自变量X不断递增，此时便能够输出上述函数关系对应的y值，此y值即为对应的热敏电阻的阻值（见”5.芯片手册”文件夹中“公式拟合测试”）。将函数关系所得到的温度值与表格（放在文件夹5.芯片手册的10K3950热敏电阻.doc）中的中间值（Rcen）进行相比较，每隔一段温度值之后，就进行相应的调整。此即为温度误差的调整过程。（注意：由于公式拟合之后，这是一个多项式的函数，当x不断增加时，会使得所对应的y值为负值，即电阻出现负值，很显然这是个错误的。又由于所形成的拟合公式的数据是从0°C开始进行拟合的，因此利用本程序来作为测量环境中的温度时，必须限定在一定的温度范围之内（0—70C），如果要测量环境中低于0C时，必须要修改拟合公式。）程序流程图:'+■+-'+■经过热敏放电的时++++-++---d 卜--- .：iMjsensiiivtlimeii+---ii--T ::误关调整:—-dF—■ii1111T、111: 1: 1■4—+—iiiii__5卜---JHli : 1 1 :+ +: P11+-+++'【5次作为平一tL，如果小J^+11JIII+1—JII—+l^^rl+II