基于pn結的溫度測量系統設計論文（c語言）-全文預覽

　　

【正文】 KNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ks v*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。tjA shfP39。 Delay1ms(100)。Delay1ms(1)。Delay1ms(1)。//Delay1ms(1)。TempBuffer[0],5)。ADBuffer[0],5)。 Print( gather system )。 Delay1ms(10)。 //利用 T0 中斷產生 CLK 信號 TL0=216。 unsigned int DATA。 R_DATA=(unsigned int)temp。m16。 float temp=。 } unsigned int xianxing(unsigned char DATA_IN) /*線性校正函數 */ { float Y[16]={,50.12,}。i++) { R_DATA=AD_DATA[i]+R_DATA。 AD_DATA[j]=AD_DATA[j+1]。i=11。 for(i=0。 } unsigned char DATA_GET(void) //AD 濾波（均值濾波等） { unsigned char AD_DATA[12]。 OUTE=1。START=1。 AL=0。 tt=t*。 b=ReadOneChar()。 // 啟動溫度轉換 Init_DS18B20()。 float tt=0。 } //delay(4)。0x01。 for (i=8。 // 給脈沖信號 if(DQ) dat|=0x80。i0。 //稍做延時后 如果 x=0 則初始化成功 x=1 則初始化失敗 delay(20)。 //單片機將 DQ拉低 delay(80)。 } //初始化函數 void Init_DS18B20(void) { unsigned char x=0。i++) for(j=0。\039。 i5。 j++) //填充空格 { *str=39。 i=3。 a[i]==39。 i5。 a[2]=2。 } void IntToT(unsigned int t, unsigned char *str, unsigned char n) { unsigned char a[5]。 sbit DQ =P3^0。 sbit START=P2^4。雖然有少數理論問題還沒分析清楚，這也跟我們提供了 很多繼續思考學習的空間。 析和解決實際問題的能力，比如從設計檢測電路的過程中，我們都有步驟并依次一步步進行，確保每一部分正確后在進行下一步。 六 、總結 通 過對電路的實際測試，電路基本上達到了預定要求，能夠測得 15 攝氏度 10 到 100 攝氏度左右的溫度。因為其控制是否訪問外部存儲器，接電源表示從程序從內部存儲器開 始工作，接好后， ADC0809 正常工作。于是將以前的 30 歐 /2w 的電阻改為40K，而接二極管一端電橋 串聯上 20K 分壓電阻， 最終測量 恒流源在 100UA 左右 ，比較穩定。最終考慮換為用 LM324自 己搭建一個三運放高共模抑制比放大電路。懷疑是不是電阻的功率太大了，我們把電阻值換后，而且電阻小于 30 歐都使 其值在原來位置。反復分析電路連接 ， 輸入電壓差值， 以及濾波電路都查不出問題所在。但是只要細心一點，還是不會出什么錯的。我們在制作電路過程中就有焊錯焊漏的現象，比如 7805 輸入輸出腳接反，導致電源輸出為 7V 以上。 ~100176。 能夠滿足設計要求。 分析 ： 通過 R3 和 R4 在 R4兩端產生一個恒定基準電壓（比如 15度時 VDD 減去二極管的電壓值），從而當溫度變化時，電橋兩端就會有一電壓差。由于 x值已知，所以可以從公式得到 α 的值 。 二極管測溫原理： 由文獻資料我們已知了 PN 結的溫度電壓變化特性是指數關 系。 通過電橋設置 ， 將溫度選擇一個基準，即電壓 隨溫度 變化的基準，當溫度變化時，電壓就會相對基準有個差值。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。 DS18B20 介紹： DS18B20 為一款單總線測溫器件，它具有線路簡單，體積小的特點。 ： 采用 單片機 STC89C52（ 32 個 IO口， 8KB 的 Flash 等 ） 。（ AD620 的 電源提供范圍為正負 到正負 18V，低功耗，精確度高 ） 。 通過理論分析及仿真實驗研究選擇合適的電橋電路參數。 主要 電路 方案分析 ： ： 為保證整個溫度測量范圍內 PN結的正向電流恒定， PN結的正向偏置采半導體二極管的溫度特 性曲線 2 用恒流源驅動。 溫度 特性： 溫度對二極管的性能有較大的影響，溫度升高時，反向電流將呈指數規律增加，如硅二極管溫度每增加 8℃ ，反向電流將約增加一倍；鍺二極管溫度每增加 12℃ ，反向電流大約增加一倍。 電流 電壓特性 ： 理想 PN 結的正向電流 IF 和正向壓降 VF 存在如下關系 :IF= Is*exp【 e*Vf/(k*T)】 式中 ,e 為電子電量 。 《 智能儀器設計基礎 》 課 程 設 計 報 告 論文題目： 基于 1N4007 的溫度測量電路設計 學院（系）： 電子信息與自動化學院 班 級： 學生姓名： 指導教師： 基于 PN 結的溫度測量系統設計 1 摘要 ： 本文給出了一種基于 PN 結的溫度測量系統方案。 關鍵字 ： 二極管 溫度 非線性校正 正文 ： 一、 原理與總體方案 、 二極管（ PN 結） 特性 ： 晶體二極管為一個由 p 型半導體和 n 型半導體形成的 pn 結，在其界面處兩側形互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流 ，并且和電壓成指數關系。Is 為反向飽和電流 ,與 PN結材料的禁帶寬度及溫度有關 .在此基礎上得出 PN結的正向電壓 Vf 與熱力學溫度 T之間的關系 ,從而證明半導體 PN結在某個溫度范圍內是性能優良的溫度傳感器 。 據資料介紹 :在恒流 模式下 ， If=If0,1n=If/If0=0,有 :S=(Vg0Vf0)/T0(kB/q)*(1+1nT/T0).因 1nT/T0 是 T 的緩變函數 , S 的模隨著 T 增加而上升 ,但在不寬的溫度范圍內 ,S 近似常數。 電橋通過兩個電阻和二極管并聯構成，從而向放大器正負兩端輸入電壓。設計中 可 采用三個獨立的運放來構成放大電路， 也可 采用儀用放大器 AD620， 根據電路實際情況來設置。因為 AD0809 對于本設計來說，精度已經達到，所以未用采用 SPI通信的 12 位 AD7841 等 多位的 AD 轉換器件 。 ： 采用液晶 LCD1602， 可設置 8 位數據端口 ,2 行顯示 ,5*7 點陣 等。該協議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。 實驗原理： 設計 整體思路：當 通過 PN 結（以后用二極管表示）的電流恒定后，二極管兩端的電壓變化就主要與其感受的環境溫度有關，所以以此來研究 二極管 的電壓和溫度特性。我們的實驗目的之一就是得到二極管電壓溫度特性曲線。根據圖中所示，我們得到 假設方程兩邊的值為α ， 那么這個值就是插值系數 — 從 x0 到 x 的距離與從 x0 到 x1 距離的比值。那么由 Q1 和 Q2 兩個三極管參數幾乎一樣，鏡像得到通過二極管 D1的電流值就為 I，那么就一定了。根據電路設計方案，當差值大于 以上時 U 值不隨 U0U1 變化而變化， U最大值為 。 、單片機及顯示部分 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1AT89C52X11 2 M H zC12 2 p FC22 2 p FC32 0 u FR11k+ 5 V+ 5 V+ 5 V234567891R P 11 0 K+5VD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCDL M 0 1 6 LA D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7A D 7A D 6A D 5A D 4A D 3A D 2A D 1A D 0+ 5 VA L ES T A RTOEA L ES T A RTOEE O CE O CO UT 121A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT6O UT 58E O C7OE9CLO C K10O UT 220O UT 714O UT 615O UT 817O UT 418O UT 319I N228I N127I N026A L E22U2A DC 0 8 0 8A D_C L K1 6 . 0DQ2V C C3G ND1U3DS 1 8 B 2 01 8 B 2 01 8 b 2 0A D_C L KA D_I NR V 11k ： 由于采用 8位的 ADC0809，其參考電壓為 3v, 理論上 輸入的電壓為 到 3v（對應溫度為 15176。寫 0 時序和寫 1 時序的要求不同，當要寫 0 時序時，單總線要被拉低至少 60us，保證DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO總線上的“ 0”電平，當要寫 1 時序時，單總線被拉低之后，在 15us 之內就得釋放單總線 程序流程圖 開 始 初