随着半导体技能的不绝生长，热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越遍及。他具有体积小、敏锐度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及代价自制等好处。

　　传统的热敏电阻温度计硬件上大多采取平凡单片机(MCS-51系列)+A/D转换器以及LED表现模块构成，分立元件多、功耗大、计划巨大且难以调试；软件上也多采取冗长繁琐的汇编语言来实现，计划服从低、可移植性差、性能难以包管。

　　如今，嵌入式体系的应用已经进入到一个高、低端并行生长的阶段，其标记便是32位微控制器的生长。ARM(Advanced RISC Machines)是嵌入式体系应用比较遍及的一种32位微处理惩罚器核，具有体积小、功耗低、集成度高、硬件调试方便和可移植操纵体系等好处。为智能仪器向简便化、智能化、微机一体化等方向生长提供了须要条件。

　　由于电子技能的飞速生长，电子元器件的性价比不绝得到进步。本文采取32位的ARM7 TDMI-S微处理惩罚器核LPC2142为控制内核，利用其内部自带的A/D转换器和SPI接口来控制LED表现驱动器MC14489举行温度的及时表现。

　　2 热敏电阻温度的转换原理

　　热敏电阻是温度传感器的一种，他由仿陶瓷半导体构成。热敏电阻(NTC)差别于平凡的电阻，他具有负的电阻温度特性，即当温度升高时，其电阻值减小。图1为热敏电阻的特性曲线。 热敏电阻的阻值～温度特性曲线是一条指数曲线，非线性较大，因此在利用时要举行线性化处理惩罚。线性化处理惩罚固然可以或许改进热敏电阻的特性曲线，但是比较巨大。为此，在请求不高的一样平常应用中，常做出在肯定的温度范畴内温度与阻值成线性干系的假定，以简化谋略。利用热敏电阻是为了感知温度，给热敏电阻通以恒定的电流，电阻两端就可测到一个电压，然后通过公式下面的公式可求得温度：

　　T为被测温度；T0为与热敏电阻特性有关的温度参数；K为与热敏电阻特性有关的系数；VT为热敏电阻两真个电压。

　　根据这一公式，要是能测得热敏电阻两真个电压，再知道参数T0和K，则可以谋略出热敏电阻的环境温度，也便是被测的温度，如许就把电阻随温度的变革干系转化为电压随温度变革的干系了。数字式电阻温度计计划的重要事变，便是把热敏电阻两端电压值颠末A/D转换成数字量送到单片机中，然后通过软件要领谋略出温度值，再举行表现、打印等处理惩罚。

　　3硬件电路计划

　　在电子技能迅猛生长的本日，一些成果强大的元器件代价不绝降落，使其性价比不绝得到进步，应用范畴越来越遍及。本文便是采取32位的ARM微处理惩罚器核LPC2142代替传统的805l单片机为控制内核，举行A/D转换和温度及时表现。图2为整个体系的布局原理图。

　　热敏电阻NTC串联上一个平凡电阻R，再接+5V电源，取RT两端电压，并送入微控制器LPC2142的AINl(P0．28引脚)通道举行A/D转换。转换启动方法以及转换通道的选择可通过设置ADC控制寄存器ADC0DR来实现。转换的结果通过一个同步、全双工串行SPI接口输出到LED表现驱动器MCl4489举行温度的及时表现。

　　3．1 ARM微控制器LPC2142简介

　　ARM 7 TDMI-S核是通用的32位微处理惩罚器核，采取冯．诺依曼布局，具有高性能和低功耗特性。ARM布局是基于精简指令集谋略机(RISC)原理计划的，指令集和相干的译码机制比巨大指令集谋略机密大略得多。．ARM 7 TDMI-S处理惩罚器利用流水线技能，处理惩罚和存储体系的全部部分都可以连续事变。如许，利用一个小的、便宜的处理惩罚器核就可以非常容易地实现很高的吞吐量和及时的停止相应。

　　LPC2142是基于一个支持及时仿真和嵌入式跟踪的3Z／16位ARM7TDMI-s CPU的微控制器，内嵌有64 kB的高速FLASH存储器和16 kB的片内SRAM。128位宽度的存储器接口和独特的加快器接口使32位代码可以或许在最高时钟频率下运行，对代码范围有严格控制的应用可利用16位Thumb模式将代码范围低落高出30％，而其性能的丧失却很小。

　　LPC2142内部带有一个10位逐次逼近式A/D转换器，其重要特性为：

　　(1)6个引脚复用为输入脚；

　　(2)失电模式；

　　(3)丈量范畴O V～Vref通常为3 V，不高出VDDA电压)；

　　(4)每个转换器包括一个可编程分频器，可将时钟调解至逐次逼近转换所需的4．5 MHz(最大)。如许，10位转换时间大于或便是4．55μs；

　　(5)一个或多个输入的突发转换模式；

　　(6)可选择由直接启动、输入跳变或定时器立室信号触发转换；

　　LPC2142内部还拥有一个硬件SPI(Serial Peripheral Interface)接口。他是一个同步、全双工串行接口，最大数据位速率为时钟速率的1/8，可配置为主机大概从机。

　　3．2 LED表现驱动办理芯片MC14489

　　MCl4489是美国MOTOROLA公司生产的串行接口LED表现驱动办理芯片。其输入端与体系主CPU之间只有3条I/0口线相联，用来吸取待表现的串行数据。输出端既可以直接驱动七段LED表现器，也可以驱动指示灯。

　　MCl4489内部集成了数据吸取/译码/扫描输出/驱动表现所需的全部电路，仅必要外接一具电流设置电阻就可以对LED的表现高亮度举行控制。每个MC14489芯片可以用以下恣意一种表现方法举行表现：5位LED数字加小数点表现； 4位半数字加小数点带标记表现；25支指示灯表现；5位半数字表现。该芯片内含的译码器电路可输出七段格局的数字0～9，16进制的字母A～F以及15个字母和标记。

　　图2是用单片MC14489构成一个5位LED表现器的例子。由图可知，用MC14489构成表现电路既不消加任意限流电阻，也不消附加反相或驱动电路，电路计划非常简便。

　　MC14489芯片采取特别的计划技能，使其电源引脚在大电流事变的环境下仍具有最低的尖峰和较小的EMI(电磁交互滋扰)。

　　4体系软件计划

　　由前面热敏电阻温度转换原理的简述可知：热敏电阻特性曲线是一条指数曲线，非线性度较大，又由于非线性处理惩罚比较巨大，在本文计划请求不是很高的环境下可以做以简化来处理惩罚。

　　4．1步伐计划流程图

　　限于篇幅，本文只给出步伐计划的流程图。整个步伐的流程图如图3所示。

　　4．2温度谋略步伐

　　在公式T=T0－KVT中，系数值K是一个很小的数。为了方便谋略，取扩大256倍后的K值和VT作乘积，即256×K×VT。相乘后，对乘积只取高8位舍弃低8位，就可以抵消系数值K扩大256倍的影响，得到精确的结果。

　　别的，从图1中热敏电阻的阻值一温度特性曲线可以看出，在+10～150℃的温度范畴内，阻值与温度的干系线性度较好。通常就把这个温度范畴作为有效温度范畴。当温度高出这个范畴时，用数码管全部表现F作为标记。

　　由于有效温度范畴没有高出150℃，以是温度表现用3位数码管，其表现格局为：AD XXX此中，XXX为温度值，图2中的LED1和LED2只表现字符A和D，背面三只数码管LED3，LED4和LED5表现温度值。

　　5 结 语

　　采取SPI串行接口和MCl4489办理芯片来构成智能化仪器仪表的表现驱动电路可使体系的性能代价比得到大幅度的进步。本文在请求精度不是很高的环境下，将热敏电阻的特性做了大略化线形处理惩罚，并利用本文的计划电路对+10～150℃范畴内的温度举行了丈量，到达了精良结果。在整个计划进程中必要细致的题目有以下几点：

　　(1)LPC2142微控制用具有独立的模仿电源引脚VDDA，USSA，为了低落噪声和堕落几率，模仿电源与数字电源应当用一个10μH的电感举行断绝。

　　(2)A/D转换参考电压Vref的选择要餍足丈量精度的必要。要是想进步A/D转换精度，一样平常均采取基准源芯片来提供参考电压。TL431是一个具有精良热稳固性能的、低噪声的三端可调分流基准源(温度系数为30×10-6/℃)。本文便是采取该基准源芯片来提供参考电压。

　　(3)由于本体系中LPC2142微控制器作为SPI主机来利用，故其P0．7引脚SSEL要接一个10 kΩ的上拉电阻。