单片机教案26 课题9 温度传感器的控制编程

教案课题课题9温度传感器的控制编程课程单片机授课教师专业汽车课型新授教案序号26授课时间第十四周教学方法讲授教学目标1.了解温度度传感器的参数及工作原理；2.掌握硬件电路的接线；3.掌握程序的含义。教学重点难点及解决办法掌握实现目标功能的办法通过PPT以及视频演示的方法展示每条命令的具体含义，以及命令呈现的效果。作业布置抄写软件程序以及各个命令的含义教学后记学生听课情况学生掌握情况存在的问题审查签字年月日教学过程教师活动教学内容学生活动组织教学询问上节课掌握情况复习提问讲授本节内容总结布置作业清点人数记录询问上节课掌握情况光照度传感器的接线方法是什么？温度传感器作为汽车重要的传感器之一，它可以检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等，并把测量结果转换为电信号输送给ECU，对进气温度和冷却水温度等进行控制。本节实验就是利用温度传感器来制作一个温度报警器模型。一、实验用器件ArduinoUNO板及配套USB数据线：1套LM35温度传感器：1个LED灯：红黄绿各一个220欧电阻：3个面包板：1个跳线：若干二、硬件连接取出本实验用到的所有元件后，按照下图进行连接。连接硬件时首先将LM35温度传感器VOUT连接到模拟0口，左边的VCC引脚接+5v口，右边的GND引脚接板子上的GND；最后按LED灯的连接方法，将绿灯通过电阻接到数字9口，将黄灯通过电阻接到数字10口，将红灯通过电阻接到数字11口。这样温度报警实验的电路就连接好了。完成连接后，给Arduino接上USB数据线，供电，准备下载程序。三、输入代码打开ArduinoIDE，在编辑框中输入下面的样例代码。//温度报警器模型intLED_GREEN=9;//定义与绿灯连接的引脚9intLED_YELLOW=10;//定义与黄灯连接的引脚10intLED_RED=11;//定义与红灯连接的引脚11voidsetup(){for(j=9;j<=11;j++)//分别设置红绿黄灯连接的引脚为输出模式{pinMode(j,OUTPUT);}}voidloop(){inti=analogRead(0);//定义i等于读取的温度传感器的电压值if(i>41&&i<61)//如果温度在20-30度之间{digitalWrite(LED_GREEN,HIGH);//绿灯亮digitalWrite(LED_YELLOW,LOW);//黄灯灭digitalWrite(LED_RED,LOW);//红灯灭}elseif(i>=61&&i<81)//否则如果温度在30-40度之间{digitalWrite(LED_YELLOW,HIGH);//黄灯亮digitalWrite(LED_GREEN,LOW);//绿灯灭digitalWrite(LED_RED,LOW);//红灯灭}else//否则温度在20度以下和40度以上时{digitalWrite(LED_RED,HIGH);//红灯亮digitalWrite(LED_YELLOW,LOW);//黄灯灭digitalWrite(LED_GREEN,LOW);//绿灯灭}}输入完毕后，点击IDE的“校验（Verify）”，查看输入代码是否通过编译。如果显示没有错误，单击“下载（UpLoad）”，给Arduino下载代码。之后我们就可以根据哪个LED灯亮着，来监测所处环境温度是在那个温度段了。硬件回顾本节实验所使用的是LM35温度传感器，硬件实物图如下所示：LM35温度传感器的输出电压与摄氏温标呈线性关系，0℃时输出为0v，每升高1℃，输出电压增加10mv。转换公式如下：Vout（T）=10mV/℃*T℃而LM35温度传感器读取的是模拟0口的电压值，如果电压值在0.2-0.3v(温度为20℃-30℃)绿灯亮，表示这个环境温度是可以接受的温度；如果电压值在0.3v-0.4v(温度为30℃-40℃)黄灯亮，表示这个环境温度太高了；如果电压值是出了以上情况的温度低于20℃和高于40℃，表示不正常温度，红灯亮以示警告。由于模拟口读出的电压值使用0~1023表示的，即0v对应0、5v对应1023。程序中用的都是经过计算后的，例如0.3v对应61。LM35温度传感器的一面是平的，另一面是半圆的。将平面对着自己，最左边的是VCC引脚（接+5v），中间的为VOUT（电压值输出引脚，接板子上的模拟引脚），最右边的引脚为GND引脚（接板子上的GND）。LM35的引脚示意图如下2.汽车上的温度传感器温度传感器将被测对象的温度转换为相应的电信号，以使电控单元能进行温度修正或进行与温度相关的控制。温度传感器按其结构与工作原理分，有热敏电阻式、双金属式、热电偶式、热敏磁性式等多种形式，汽车上的温度传感器大都采用热敏电阻式。汽车上的温度传感器有很多，例如：发动机冷却液温度传感器、进气温度传感器、排气温度传感器、变速器油温度传感器、蒸发器温度传感器等。热敏电阻式温度传感器主要由热敏元件、引线及壳体组成，其最为常见的结构形式如图所示。传感器通过壳体上的螺纹或通过螺钉固定在被测对象附近的物体上，传热套筒是温度传感器的感受元件，其作用是将被测对象的热量传递给热敏元件，使热敏电阻与被测对象达到热平衡（温度一致）。当热敏电阻的温度与被测对象达到一致时，其电阻值与温度相对应，通过测量电路，转换为与温度相应的电压信号。热敏电阻式温度传感器通过其敏感元件的电阻值随温度而变化这一特性，将被测对象温度的变化转换为传感器电阻的变化，再通过测量电路转换为相应的电压或电流信号。热敏电阻式温度传感器的测量电路主要有串联式和串并联式两种形式。（1）串联测量电路串联测量电路中，传感器的热敏电阻R，与常值电阻R（R通常是在ECU内的输入电路中）连接成分压器。当热敏电阻式传感器的电阻值随温度变化而改变时，就会改变分压器的电压分配比例，热敏电阻上的电压降会随其电阻值的减小而降低，从A点即可输出一个与温度相对应的电压信号。（2）串并联测量电路在串并联测量电路中，R，和R，通常也是在ECU内的输入电路中，传感器的热敏电阻R.与R2并联后再与R，连接成分压器。当传