基于單片機的炭黑復(fù)合導(dǎo)電材料的電阻一溫度測量系統(tǒng)

3 單片機AT89S51及ISP接口
AT89S51單片機兼容MCS51微控制器，但比早期的AT89C51做了改進，內(nèi)帶看門狗定時器，無需外加監(jiān)控芯片，通過軟件設(shè)置就可保證系統(tǒng)可靠工作，并且支持在系統(tǒng)可編程，不需要從電路板上取下器件就可對空白器件進行編程。
單片機采集電阻信號時，通過一個恒流源電路把炭黑的電阻轉(zhuǎn)換成電壓值，放大后轉(zhuǎn)換成頻率信號送至AT89S51，單片機把采集信息存放在FM24C04中以備查詢。

AT89S51的ISP有串口和并口2種方式，設(shè)計中采用并行下載接口方式，其與單片機的接口電路如圖4所示，該電路下載速度快，工作穩(wěn)定。采用Easy51Prov2．O軟件即可完成在線編程。

4 顯示電路T6963C
在中規(guī)模圖形液晶顯示模塊中，內(nèi)置T6963C控制器的液晶顯示模塊是目前較為常用的圖形液晶顯示模塊。內(nèi)置T6963C控制器型液晶顯示模塊的驅(qū)動控制系統(tǒng)是由液晶顯示控制器T6963C及其周邊電路，行驅(qū)動器組，列驅(qū)動器組以及液晶驅(qū)動偏壓電路組成。
T6963C的最大特點是具有獨特的硬件初始值設(shè)置功能，顯示驅(qū)動所需的參數(shù)如占空比系數(shù)，驅(qū)動傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)／行及字符的字體選擇等均由引腳電平設(shè)置。這樣T6963C的初始化在上電時就已經(jīng)基本設(shè)置完成，軟件操作的主要精力就可以全部用于顯示畫面的設(shè)計。T6963C使用了硬件初始化設(shè)置，所以使得其指令功能集中于顯示功能的設(shè)置上，從而加強了T6963C的顯示控制能力。
T6963C指令的運行時問有些是不能確定的，這是因為有些指令的運行要受到當(dāng)時控制部分的狀態(tài)影響。T6963C指令中有的指令需要參數(shù)的補充，如地址指針的設(shè)置。T6963C指令參數(shù)的輸入是在指令代碼寫入之前。T6963C的指令寫入的流程圖如圖6所示。

5 軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件按模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包括設(shè)定初值，調(diào)用子程序以及設(shè)置各個接口狀態(tài)，讀／寫操作控制等部分。單片機控制軟件主要完成下面幾個功能，即V／F轉(zhuǎn)換控制、電阻值和溫度顯示以及計算機串口通信等。軟件采用C語言程序(略)，程序流程如圖7示。

6 調(diào)試過程及結(jié)果
將被測信號放大，通過V／F轉(zhuǎn)換(LM331)器將模擬量轉(zhuǎn)換成頻率，并用CPU讀取頻率值，通過轉(zhuǎn)換計算，得到被測信號的數(shù)值。
電阻測量：利用恒流源，將恒定電流流過被測試樣并將電壓值轉(zhuǎn)換成頻率值，電流不能太大，較大的電流會引起溫度變化從而影響電阻值。
溫度測量：用K型熱電偶測量溫度，采用AD595將溫度值轉(zhuǎn)換成模擬電壓，AD595自帶冷端自動補償。該測試系統(tǒng)測試R—T變化如表1所示，由表中數(shù)據(jù)變化可以看出，炭黑復(fù)合導(dǎo)電材料具有PTC特性。

7 結(jié) 語
利用單片機構(gòu)建的這樣一個電阻一溫度測量系統(tǒng)，能方便地應(yīng)用于具有溫度傳感器特性的各種導(dǎo)電材料的測量，使用比較便利，利用串口可以和上位機進行通信，可使測量結(jié)果更加直觀方便。