基于热敏电阻的多点温度测量系统

　　0．引言

　　在现代农业中，许多情况下需要温度测量，用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。热敏电阻灵敏度高、稳定性好、体积小、电阻值大等特点,已广泛于温度测量和控制领域。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，在温室大棚内，温度测量精度一般在±0.5—1ºC左右，在这种情况下，,热敏电阻的引线长度在100—200米，对测量造成的误差可以忽略不计，使测量系统的电路简单、使用方便。

　　1．热敏电阻的测量电路

　　在多点温度测量系统中，热敏电阻采用温度-频率法测量框图，如图1所示。  

　　图1温度—频率测量原理       

　　图1中，IC1是555时基集成电路，是一个典型的无稳态多谐振荡器,IC2是AT89C52单片机。R3是555电路输出的电平上拉电阻，使输出的高电平稳定在5V，C2为抗干扰滤波电容，Rt为热敏电阻，f是频率信号输出。

　　其中          f="1".442695041/（C1*（R1+2*Rt ））

　　从上式可以看出，当C1、R1为固定值时，555时基电路的输出频率f仅仅与Rt有关,而热敏电阻的阻值Rt与测量的温度有关。因此，需要测量的温度由Rt热敏电阻转换成电阻值，通过555时基电路转换成频率信号，单片机通过P3。5（T1口）对频率进行测量，就可以计算出测量的温度值。

　　多路控制开关的组成与工作原理如图2所示。

图2 多路开关控制原理

　　在图2中，IC2 为单片机，IC3、IC4为74LS138集成电路组成，J01--J16为继电器。单片机的P1.0 – P1.2作为二个74LS138的地址，P1.3、P1.4作为二个74LS138的片选信号,单片机改变P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4的值，就可以控制继电器，使热敏电阻依次接入，进行温度信号的测量。采用继电器控制，减少了热敏电阻接入路的接触电阻，可以提高测量的精度。显示设备为5位LED数码管，2位用于显示温度信号的通道号，3位用于显示温度值，其中，2位整数，1位小数。

　　2．单片机的应用

　　单片机为AT89C52，片内有256B RAM和8KB的Flash ROM，可以反复多次改写程序，十分方便。单片机的定时器/计数器T1工作在方式1，作为16位的外部脉冲计数器，记录555电路输入的脉冲数。单片机的定时器/计数器T0也工作在方式1，作为16位定时器用，记录单片机CPU的时钟脉冲。在编写程序时，使T0的定时时间为0.1秒，通过T1在0.1秒内测量到的脉冲数，就可以计算出频率值，从而知道被测量的温度值。参考程序如下：（CPU振荡频率为12MHz）

　　MOV TMOD，#15H      ；设置 T0为16位计数方式，T1为16位定时方式

　　      MOV TH0，#00H       ；T0计数器清零

　　      MOV TL0，#00H       ；

　　  MOV 30H，#14AH       ；循环20次，使定时时间为0.1秒

　　SETB TR0            ；启动T0计数器开始计数

　　Y1：  MOV TH1，#3CH       ；T1定时器设置初值

　　    MOV TL1，#ACH       ；

　　      SETB TR1            ；启动T1定时器开始计时

　　  Y2：  JBC  TF1，Y3     ；判别T1定时器计时50mS到否，到则转Y3

　　        AJMP Y2             ；50mS未到，则继续

　　  Y3：  DJNZ 30H，Y1        ；判别定时0.1秒到否，未到则继续

　　        CLR TR0             ；定时0.1秒到，清T0、T1溢出标志

　　        CLR TR1             ；

　　        MOV 7BH，TH0        ；将测量的频率值存放在7AH、7BH内存中

　　        MOV 7AH，TL0

　　在单片机进行频率采样的时候，首先通过多路控制开关输出某温度测量信号的地址值，然后进行温度的测量。