1、甘肃科技纵横2008 年 ( 第 37 卷 ) 第 1 期 信息技术摘要 : 本文以 SPCE061A 单片机为控制器 , 制作了数字温度计。主要介绍了该数显温度计的硬件结构和软件编程实现的方法 , 及其温度界限报警、测量准确、误差小等功能 , 通过实验测试说明 , 所设计的温度计能达到要求。关键词 : 单片机 SPCE061A 数显温度计 温度传感器温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域有特别重要的意义。现在所使用的温度计通常都是精度为 1 和 0.1 的水银、煤油或酒精温度计 , 这些常见的玻璃管温度计依靠管内液体的升降来判断温度值的高低 , 温度计的刻度间隔通常都很密 ,不容易准确
2、分辨 , 读数因难 , 而且它们的热容量还比较大 , 达到热平衡所需的时间较长 , 因此很难读准 , 而且使用非常不方便。作者根据实际使用的需要 , 设计了以 SPCE061A 为控制核心 ,采用热敏电阻测温并用语音报告温度值的热敏电阻温度计。1.1 电阻测温原理热敏电阻是一种新型半导体感温元件 , 具有灵敏度高、体积小、寿命长的优点。热敏电阻可分为正温度系数和负温度系数两种类型。负温度系数热敏电阻具有负的电阻温度特性 , 当温度升高时 , 电阻值减小 ; 当温度降低时 , 电阻值增大 , 其阻值 - 温度特性曲线如图 1 所示。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
3、, 在实际使用中要进行线性化处理 , 但比较复杂 , 一般只使用线性度较好的一段 ( 如图 1 所示 ab 段 ) 。如果测出热敏电阻的阻值 , 就可以算出对应的温度值。1.2 硬件电路用热敏电阻测温的硬件连接见图 2 。将热敏电阻 RT 与固定电阻 R 串联 , 接 3.3V 电源 , 当温度改变时 , RT 阻值改变 , 其两端的电压随之改变 , 测量两端的电压 , 通过以下公式求得温度值 :T=T0- KVT 其中 : T- 被测温度 ; T0- 与热敏电阻特性有关的温度参数 ; K- 与热敏电阻特性有关的系数 ; VT- 热敏电阻两端的电压。此例中选用负温度系数热敏电阻 MFD- 50
4、2- 34 , 其线性化较好的一段是在 - 20 80 。固定电阻 R 阻值的选取 : MFD- 502- 34 型热敏电阻线性化较好的一段是在 - 20 - 80 , 为了在最高温度和最低温度时使被测信号基本接近满量程值 , 采取线性区域内中间某一点温度的阻值作为固定电阻的值。它们分压后 , AD 的输入电压是 AD 的输入电压范围一半。在 25 时热敏电阻的阻值为 5K , 所以选取固定 电 阻 R 的 值 为 5K 。 在 - 20 时 热 敏 电 阻 的 阻 值 为37.399K , 热敏电阻两端电压 VRT=2.9V , 接近 A/D 输入电压的上限 3.3V ; 在 80 时热敏电
5、阻的阻值为 0.796K , 热敏电阻两端电压 VRT=0.45V , 接近 A/D 输入电压的下限 0V 。在温度线性化较好的区域内 SPCE061A 的 A/D 值都没有达到极限值。按照图 2 接法时 , T0=76 , K=0.1022 , 根据以上公式和参数 , 测出热敏电阻两端的电压就可以求出被测温度。1.3 温度计算系统扩展了一个按键 , 接于 IOA15 , 当按键按下时 , 就进行A/D 转换初始化 , 并进行 4 次 A/D转换 , SPCE061A 的 A/D 转换结果在高 10 位 , 每次将其移入低 10 位再计算 4 次平均值作为 AD 有效结果返回 ; 为了提高准确
6、度 , 变量Temp AD 、 Temper 都 采 用 浮 点 数 ,计算完成用语音将温度值报出来。由于在放音时播放函数会改变一些参数 , 为了稳定起见 , 在每次 A/D转换前都做一次初始化。由于每个热敏电阻的特性并非一样、与热敏电阻串联的固定电阻的不准确等原因 , 每支温度计在整个测量范围内至少找 5 点进行校正 , 并适当的修改参数以达到最佳状态。系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序等。主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理测量的当前温度值 , 温度测量每 1 s 进行一次。其程序流程见图 3 所示。 ( 下转 149
7、 页 )数字式热敏电阻温度计设计李 邕( 甘肃政法学院 继续教育学院 , 甘肃 兰州 730070 )1 硬件电路和工作原理图 1 热敏电阻温度特性曲线2 软件设计图 3 程序流程图15甘 肃 科 技 纵 横2 0 0 8 年 ( 第 3 7 卷 ) 第 1 期( 上 接 1 5 页 ) 读 出 温 度 子 程 序 的 主 要 功 能 是 读 出 R A M 中 的9 字 节 , 在 读 出 时 需 进 行 C R C ( C y c l i c a l R e d u n d a n c y C h e c k , 循 环 冗余 检 验 校 验 ) , 它 对 数 据 进 行 多 项 式 计
8、 算 , 并 将 得 到 的 和 数 作 为 这个 文 件 的 一 个 实 用 特 征 码 。 校 验 有 错 时 , 不 进 行 温 度 数 据 的 改 写 。温 度 转 换 命 令 子 程 序 主 要 是 发 出 温 度 转 换 开 始 命 令 。 当 采 用1 2 位 分 辨 率 时 , 转 换 时 间 约 为 7 5 0 m s 。 在 本 程 序 设 计 中 , 采 用 1 s显 示 程 序 延 时 法 等 待 转 换 的 完 成 。计 算 温 度 子 程 序 将 R A M 中 的 读 取 值 进 行 B C D 码 的 转 换 运算 , 并 判 定 温 度 值 的 正 负 。显
9、示 数 据 刷 新 子 程 序 主 要 是 对 显 示 缓 冲 器 中 的 显 示 数 据 进行 刷 新 操 作 。 当 最 高 显 示 位 为 0 时 , 将 符 号 显 示 位 移 入 下 一 位 。本 数 显 温 度 计 具 有 读 数 方 便 , 精 度 高 的 特 点 。 引 入 单 片 机S P C E 0 6 1 A 控 制 后 , 可 以 通 过 不 同 的 软 件 设 计 以 完 成 不 同 的 使 用要 求 。 通 过 保 留 的 串 口 , 可 以 实 现 与 P C 机 的 通 讯 , 增 加 串 口 通 讯程 序 模 块 就 可 用 作 多 点 温 度 检 测 系 统
10、 的 下 位 机 。参 考 文 献 :【 1 】 罗 兴 垅 , 黄 隆 胜 . 基 于 A T 8 9 C 5 1 控 制 的 0 . 0 1 数 显 温 度 计 的 设 计【 J 】 . 微计 算 机 信 息 , 2 0 0 6 , 2 2 : 5 - 2 .【 2 】 谢 自 美 . 电 子 线 路 设 计 实 验 测 试 【 M 】 . 武 汉 : 华 中 科 技 大 学 出 版 社 ,2 0 0 2 : 1 6 3 - 1 6 7 .3 结 束 语摘 要 : 恰 当 的 教 学 方 法 是 促 进 学 生 掌 握 知 识 技 能 和 发 展 智 力的 重 要 因 素 。 为 提 高
11、课 堂 教 学 效 果 , 教 师 要 做 到 脑 中 有 纲 , 选 好 教法 ; 目 中 有 人 , 指 导 学 生 ; 精 讲 多 练 , 突 出 重 点 。关 键 词 : 优 化 教 学 方 法优 化 课 堂 科 学 教 学 , 提 高 教 学 质 量 , 把 传 授 知 识 、 培 养 能 力 、提 高 觉 悟 达 到 有 机 的 统 一 , 实 现 知 向 行 的 有 效 的 转 化 , 才 能 较 好地 完 成 政 治 课 教 学 既 定 的 目 标 和 任 务 。教 学 方 法 就 是 在 教 学 过 程 中 , 教 师 和 学 生 为 完 成 教 学 目 的 而采 取 的 活
12、 动 方 式 的 总 称 。 恰 当 的 教 学 方 法 是 促 进 学 生 掌 握 知 识 技能 和 发 展 智 力 的 重 要 因 素 。 因 此 , 为 提 高 课 堂 教 学 效 果 , 教 师 应 首先 要 做 到 脑 中 有 纲 , 即 根 据 教 学 大 纲 的 目 标 和 任 务 、 根 据 教 材 的内 容 和 起 点 、 课 题 的 难 易 程 度 , 分 别 选 择 好 不 同 的 教 学 方 法 。 在 启发 式 教 学 的 基 础 上 , 可 采 取 对 比 法 、 讨 论 法 、 归 纳 法 、 例 证 法 等 , 使教 学 更 富 有 吸 引 力 。 选 择 好
13、恰 当 的 教 学 方 法 , 应 灵 活 多 样 。“ 一 法为 主 , 多 法 相 助 ” 。 是 实 现 课 堂 教 学 优 化 的 关 键 和 前 提 。在 组 织 课 堂 教 学 时 , 教 师 应 着 眼 于 全 体 学 生 , 了 解 学 生 的 个性 特 点 和 把 握 其 共 性 , 从 学 生 的 年 龄 结 构 、 认 知 特 点 、 知 识 阅 历 、兴 趣 爱 好 以 及 接 受 能 力 等 方 面 考 虑 , 引 导 学 生 养 成 正 确 的 / 学 习方 法 。 如 对 班 级 中 的 优 、 中 、 差 学 生 , 可 采 用 分 类 指 导 , 因 人 而
14、异 ,因 材 施 教 。 对 于 高 年 级 学 生 , 可 应 用 启 发 、 探 究 性 的 方 法 指 导 他 们学 习 ; 对 低 年 级 学 生 , 可 选 用 直 观 性 配 合 讲 授 的 方 法 指 导 他 们 学习 , 使 之 能 易 于 掌 握 和 接 受 教 学 内 容 。教 师 必 须 熟 悉 和 了 解 教 材 , 把 教 材 有 关 课 题 的 知 识 融 汇 贯通 , 做 到“ 心 中 有 本 ” , 才 能 运 用 好 学 导 结 合 的 有 效 方 法 , 即 把 教 师在 教 学 上 的 主 导 作 用 和 学 生 在 学 习 上 的 主 体 作 用 达 到
15、 最 佳 的 有机 结 合 状 态 。 具 体 做 法 和 实 施 步 骤 是 :( 1 ) 讲 请 学 习 目 标 , 即 向 学生 讲 请 本 节 课 所 要 完 成 的 目 标 和 任 务 ;( 2 ) 出 示 导 读 提 纲 , 即 把准 备 好 的 导 读 提 纲 告 诉 学 生 , 让 他 们 有 目 的 地 阅 读 教 材 。 ( 3 ) 自 学讨 论 , 即 指 导 学 生 阅 读 教 材 , 并 借 助 导 读 提 纲 领 会 课 堂 知 识 的 重点 、 难 点 , 然 后 讨 论 。 ( 4 ) 精 讲 点 拨 , 即 教 师 根 据 学 生 自 学 和 讨 论 的情 况
16、 , 进 行 重 点 讲 解 和 释 疑 。 ( 5 ) 巩 固 练 习 , 即 师 生 共 同 总 结 知 识 、能 力 、 教 育 三 个 目 标 的 落 实 情 况 。在 教 学 实 践 中 , 教 师 应 该 多 积 极 探 索 一 些 科 学 、 灵 活 而 有 效的 教 学 方 法 , 才 能 使 教 材 内 容 条 理 化 、 课 堂 结 构 和 教 学 方 法 合 理化 、 教 学 效 果 优 质 化 。3 . 1 联 系 实 际 , 教 出 特 点理 论 联 系 实 际 , 既 是 我 们 党 的 优 良 传 统 和 作 风 , 更 是 政 治 理论 课 教 学 的 生 命
17、和 根 本 原 则 。 政 治 理 论 课 不 是 一 般 科 学 知 识 的 传授 , 而 是 一 门 以 马 克 思 主 义 为 指 导 的 理 论 观 点 和 社 会 科 学 基 础 知识 。 因 此 , 政 治 教 师 一 定 要 教 出 政 治 理 论 课 特 点 , 根 据 当 前 形 势 和社 会 变 化 情 况 针 对 学 生 思 想 实 际 , 结 合 教 材 内 容 , 采 用 富 有 启 迪性 和 趣 味 性 的 感 性 材 料 , 辅 之 于 多 媒 体 电 教 手 段 , 使 学 生 接 受 和掌 握 政 治 理 论 课 的 原 理 和 观 点 , 力 求 突 出 思
18、 想 性 、 时 代 性 、 针 对性 、 渗 透 性 、 层 次 性 和 趣 味 性 。 只 有 这 样 , 才 能 把 抽 象 难 懂 的 理 论和 概 念 通 俗 化 , 使 学 生 从 中 悟 出 其 中 所 要 阐 述 的 深 刻 道 理 。3 . 2 结 合 热 点 , 突 破 难 点热 点 问 题 实 际 上 是 社 会 生 活 焦 点 在 学 生 思 想 上 的 集 中 反 映 。因 此 , 教 师 应 根 据 所 授 教 学 内 容 , 善 于 联 系 青 年 学 生 思 想 中 的 热点 问 题 , 从 而 给 予 科 学 的 理 论 分 析 和 正 确 的 行 为 指 导
19、 , 引 导 他 们辨 证 的 看 待 和 分 析 事 物 , 指 导 和 规 范 自 己 言 行 。 如 非 公 有 制 经 济的 发 展 , 工 人 下 岗 失 业 , 国 际 竞 争 日 益 激 烈 等 热 门 话 题 。 为 此 , 在教 学 中 讲 解 社 会 主 义 本 质 问 题 时 , 通 过 对 改 革 开 放 以 来 取 得 的 成就 进 行 分 析 和 对 比 , 恰 如 其 分 地 进 行 形 势 教 育 , 结 合 热 点 问 题 进行 教 学 , 可 以 有 效 地 解 决 难 点 。 根 据 学 生 普 遍 关 心 的 热 点 , 教 师 可以 有 选 择 性 地
20、 确 定 几 个 专 题 , 结 合 所 讲 教 学 内 容 进 行 分 析 、 启 发和 讲 解 , 深 入 浅 出 地 解 决 难 点 , 使 学 生 能 较 好 地 掌 握 那 些 难 于 理解 的 理 论 问 题 和 思 想 认 识 问 题 。 因 此 , 如 果 教 师 较 好 地 运 用 热 点问 题 , 又 抓 住 难 点 的 症 结 所 在 , 采 取 生 动 形 象 、 多 方 论 证 、 启 发 诱导 、 逻 辑 推 理 等 多 种 方 法 化 难 为 易 , 就 可 以 较 成 功 地 突 破 难 点 , 从而 使 学 生 不 仅 能 知 其 然 , 而 且 能 知 其
21、所 以 然 。3 . 3 明 辨 是 非 , 消 除 疑 点当 前 , 我 国 正 处 于 社 会 主 义 市 场 经 济 的 新 时 期 , 面 临 改 革 、 发展 和 稳 定 的 一 系 列 新 情 况 , 会 遇 到 许 多 纷 繁 复 杂 甚 至 扑 朔 迷 离 的种 种 问 题 。 因 此 , 在 教 学 中 应 紧 密 联 系 学 生 的 思 想 认 识 实 际 , 及 时给 予 马 克 思 主 义 和 邓 小 平 理 论 的 指 导 和 思 想 上 的 疏 导 。 为 了 使 学生 消 除 疑 点 , 明 辨 是 非 , 教 师 要 采 取 形 象 、 直 观 的 方 法 进
22、行 引 导 ,选 用 一 些 从 感 性 到 理 性 的 事 实 材 料 进 行 分 析 比 较 , 以 加 深 理 解 和掌 握 , 消 除 疑 难 症 结 , 澄 清 模 糊 认 识 。3 . 4 精 讲 多 练 , 突 出 重 点重 点 是 课 堂 教 学 中 最 重 要 、 最 基 本 的 知 识 技 能 , 是 学 生 必 须掌 握 的 基 本 概 念 和 理 论 , 它 属 于 课 堂 内 容 中 最 核 心 、 最 关 键 、 最 有现 实 意 义 的 部 分 。 因 此 , 在 教 学 中 , 集 中 主 要 精 力 和 时 间 作 精 确 的讲 解 , 力 求 讲 精 讲 透 , 然 后 及 时 进 行 训 练 和 巩 固 重 点 。参 考 文 献 :【 1 】 王 晓 平 . 教 师 的 语 言 艺 术 . 山 东 教 育 出 版 社 . 1 9 9 6 年 .【 2 】 教 育 心 理 学 . 全 国 统 编 教 材 编 写 组 . 山 东 教 育 出 版 社 . 1 9 8 5 年 .文 化 教 育小 议 优 化 课 堂 教 学刘 佐 佩( 兰 州 交 通 大 学 , 甘 肃 兰 州 7 3 0 0 0 0 )1 脑 中 有 纲 , 选 好 教 法2 目 中 有 人 , 指 导 学 生3 心 中 有 本 、 学 导 有 法!1 4 9
