《单片机原理与接口技术》课程设计学 院： 电气信息学院 题 目： PT100热电阻测温显示年级专业： 14级测控1班学 号： 1404200223学生姓名： 孙鑫指导教师： 李国平、杨帆前 言传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态，为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。
随着人类探知领域和空间的拓展，电子信息种类日益繁多，信息传递速度日益加快，信息处理能力日益增强，相应的信息采集——传感技术也将日益发展，传感器也将无所不在。
从20世纪80年代起，逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”，各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。
传感技术已成为重要的现代科技领域，传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。
温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。
由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温传感器就会相应产生随着现代电子技术的发展，对温度的测控技术提出了更高的要求。
PT100铂热电阻温度传感器具有精度高，稳定性好等优点，测温范围为-200～650℃，使用非常方便，广泛用于电力、石油、化工、建材等行业的过程监控系统中，而且被制成各种标准温度计。
目 录前言 (2)第一章绪论 (4)1.1温度传感器 (4)1.2 PT100的简介 (5)1.3 STC12C5410AD的简介 (6)1.4 HEF4051BT的简介 (8)1.4 AT24C64的简介 (9)第二章设计内容 (10)2.1 制作PCB原理图 (10)2.3制作电路板 (11)第三章程序设计 (12)第四章 调试电路板 (12)第五章 心得体会 (13)参考文献 (14)第一章 绪论1.1 温度传感器1传感器的概述科学技术离不开测量。
测量的目的就是要获得被测对象的有关物理或化学性质的信息，以便根据这些信息对被测对象进行评价或控制，完成这一功能的器件我们称之为传感器。
传感器是信息技术的前沿尖端产品，被广泛用于工农业生产、科学研究和生产领域，尤其是温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。
温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段;(1) 传统的分立式温度传感器(含敏感元件);主要是能够进行非电量和电量之间转换。
(2) 模拟集成温度传感器/控制器;(3) 智能温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。
1.2 PT100的简介铂电阻的特点是精度高，稳定性好，性能可靠。
铂在氧化性气氛中，甚至在高温下的物理、化学性质都非常稳定。
因此铂被公认为是目前制造热电阻的最好材料。
铂电阻主要作为标准电阻温度计使用，也常被用在工业测量中。
铂电阻的阻值温度之间的关系，在0～850℃范围内可用下式表示，Rt =R0 (1+At+Bt2)在-200～0℃范围内则用下式表示，Rt =R0 [1+At+Bt2+C(t-100)3]式中Rt---温度为t℃时的铂电阻的阻值；R0---温度为0℃时的铂电阻的阻值；A、B、C 为常数，A=3.96847×10-3/℃；B=-5.847×10-7/℃；C=-4.22×10-12/℃；对满足上述关系的热电阻，其温度系数约为3.9×10-3/℃。
根据国家从1988年开始采用的IEC标准，工业用标准铂电阻R0有100Ω 和50Ω两种，并将电阻值Rt与温度t的对应关系列成表格，成为铂电阻分度表，分度号分别为Pt100和Pt50。
PT100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。
PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。
设计中我们就是利用PT100的这一特性来实现温度与输出值之间的转化的。
1.3 STC12C5410AD的简介STC12C5410系列单片机是由宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的兼容8051内核单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线/精简指令集结构，内部集成MAX810专用复位电路。
其主要性能特点如下：1．增强型1T流水线/精简指令集结构8051CPU2．工作电压：5.5V‐3.4V（5V单片机）/3.8V‐2.0V（3V单片机）3．工作频率范围：0‐35MHz，相当于普通8051的0‐420MHz4．用户应用程序空间12K/10K/8K/6K/4K/2K字节5．片上集成512字节RAM6．通过I/O口（27/23个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O 口）可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏7．ISP（在系统可编程）/ASP（在应用可编程），无需专用编程器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8．EPROM功能9．看门狗10．内部集成MAX810专用复位电路（外部晶振20M以下时，可省外部复位电路）11．时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟常温下内部R/C振荡器频率为：5.65MHz~5.95MHz精度不高时，可选择使用内部时钟，但因为有温漂，应认为是5MHz~6.5MHz 12．共2个16位定时器/计数器13．PWM(4位)/PCA（可编程计数器阵列），也可用来在实现4个定时器14．ADC，10位精度ADC，共8路15．通用异步串行口（UART）16．SPI同步通信口，主模式/从模式17．工作温度范围：0‐75℃/-40‐+85℃18．封装：PDIP—28，SOP—28，PDIP—20，SOP—20，TSSOP—20，PLCC—32 STC12C5410AD单片机中包含中央处理器、程序存储器（Flash）、数据存储器（RAM）、EEPROM、定时/计数器、I/O接口、UART接口和中断系统、SPI接口、高速A/D转换模块、PWM（或捕捉/比较单元）以及硬件看门狗、电源监控、片内RC振荡器等模块。
可以说STC12C5410AD单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块，可称得上一个片上系统（SOC），可以很容易地构成典型的测控系统。
(1) STC12系列单片机的典型结构STC 12系列单片机是宏晶科技公司新的低功耗16位Flash单片机，它的16级中断、高效寻址方式、10K大容量Flash, EEPROM, A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器(PWM)等功能特点，较好的实现了强大的功能与超低功耗的结合，因此具有很好的性价比和应用适应性。
STC12系列有6种型号:分别是STC12C5412AD,STC12C5410AD,STC12C5408AD、STC 12C5406AD、STC 12C5404AD、和STC 12C5402AD。
它们区别在于Flash的容量大小，本设计所用到的STC12C5412AD的Flash容量为10K。
该单片机的管脚结构如图3-15所示。
来源：东海仪表网(2)基本配置STC12C5412AD单片机除了具有STC12系列单片机共有特点外，还具有一些自身特点，对其一些基本配置做以介绍:1.Flash存储器STC12C5412AD Flash存储器为l 0KB。
Flash存储器主要用作程序存储，可经计算机串口接口下载程序;程序运行时能对其中的1段或多段进行擦/写操作，因此兼有数据存储器功能。
Flash可用于程序数据保存，实现掉电保护，Flash 存储器可以按字或字节读写，最小擦除单位为1段，经过擦除的位为“1"，写入位为“0”。
2.脉宽调节模式(PWM)所有PCA模块都可用作PMW输出。
输出频率取决于PCA定时器的时钟源。
由于所有模块共用仅有的PCA定时器，所有它们的输出频率相同。
各个模块的输出占空比是独立变化的，与使用的捕获寄存器{EPCnL,CCAPnL}有关。
当CL SFR的值小于{EPCnL, CCAPnL}时，输出为低，当PCA CL SFR的值等于或大于{EPCnL, CCAPnL}时，输出为高。
当CL的值由FF变为00溢出时，{EPCnH, CCAPnH}的内容装载到{EPCnL,CCAPnL}中。
这样就可实现无干扰地更新PWM。
要使能PWM模式，模块CCAPMn寄存器的PWMn和ECOMn位必须置位。
3.I/O口工作类型设置STC12C5412AD带有24个I/O引脚，它的I/O与传统的I/O不同，每个I/O 口均可由软件设置成4种工作类型之一，使得功能口和通用I/O口复用。
4种类型分别为:准双向口(标准8051输出模式)、推挽输出、仅为输入(高阻)和开漏输出功能。
在对同一个I/O口进行操作前要选择其要实现的功能，这样大大地增强了端口的功能和灵活性。
其中一些I/O口还可以与STC12C5410AD中的特殊模块相结合完成更为复杂的工作。
如与捕获比较模块相结合可以实现串行通信，与A/D模块结合实现A/D转换等。
此外，STC12C5410AD的I/O端口电气特性也十分突出，几乎所有的I/O口都有6mA的驱动能力，对于一般的液晶显示屏、蜂鸣器可以直接驱动而无需辅助电路。
许多端口内部都集成了上拉电阻，可以方便地与外围器件相接。
● 准双向口输出配置准双向口输出类型可用作输出和输入功能而不需重新配置口线输出状态。
这是因为当口线输出为1时驱动能力很弱，允许外部装置将其拉低。
当引脚输出为低时，它的驱动能力很强，刚一吸收相当大的电流。
准双向口有3个上拉晶体管适应不同的需要。
在3个上拉晶体管中，有1个上拉晶体管称为“弱上拉”，当口线寄存器为1且引脚本身也为1时打开。
此上拉提供基本驱动电流使准双向口输出为1。
如果一个引脚输出为1而由外部装置下拉到低时，弱上拉关闭而“极弱上拉”维持开状态，为了把这个引脚强拉为低，外部装置必须有足够的灌电流能力使引脚上的电压降到门槛电压以下。
第2个上拉晶体管，称为“极弱上拉”，当口线锁存为1时打开。
当引脚悬空时，这个极弱的上拉源产生很弱的上拉电流将引脚上拉为高电平。
第3个上拉晶体管称为“强上拉”。
当口线锁存器跳变到1时，这个上拉用来加快准双向口由逻辑4到逻辑1转换。
当发生这种情况时，强上拉打开约2个机器周期以使引脚能够迅速地上拉到高电平。
●推挽输出配置推挽输出配置的下拉结构与开漏输出以及准双向口的下拉结构相同，但当锁存器为1时提供持续的强上拉。