一种电子元件测温方法
【专利摘要】本发明公开了一种电子元件测温方法，它利用电子产品中常见的单片机模块，在单片机多余的I/O口串接作为基准的精密电阻、作为测量元件的热敏电阻、普通电阻及基准电容，通过简单地充放电过程比对，计算出热敏电阻的阻值，从而达到测量当前温度值的目的。本发明实现方便，克服了众多电子产品中温控装置结构复杂、成本高的弊端，仅通过简单的电路改装，没有引入其他复杂硬件模块，并采用内部程序控制来实现测温功能，成本相对较低，有利于电子元件的普及与推广。
【专利说明】一种电子元件测温方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测温【技术领域】，尤其涉及一种电子元件测温方法。
【背景技术】
[0002]温度作为电子产品使用过程中的一个重要参数，一直为人们所重视，与之相应的是越来越多的温度检测及温度控制装置的出现。
[0003]申请号为03257405.3的实用新型专利公开一种电子元件的温控装置，包含一加热元件、一温度传感器及一控制电路。该加热元件叠放在该电子元件的表面，可提高该电子元件的温度。该温度传感器用于检测该电子元件的温度。该控制电路依据该温度传感器的检测温度而控制该加热元件是否继续产生热能。本发明的最终目的是使该电子元件的温度维持在额定工作温度的范围内。
[0004]申请号为200610033876.1发明专利公开了一种温度感测装置，该温度感测装置之一表面上装设有一屏幕，另一表面上则设有一供感测温度之感测部，该温度感测装置之内部电路设有一微处理器及一温度传感器，其中该微处理器与该温度传感器电气连接，并与该屏幕电气相连接，而该温度传感器与该感测部相连接，将该感测部贴近待测物之表面上时，该待测物上之热量将经由该感测部传导至该温度传感器，令该温度传感器感测该热量，并将对应该热量之数值信号传送至该微处理器，使该微处理器将此数值信号转换成对应之热量数值，通过该屏幕将此热量数值显示出来，如此，利用本发明检测各种发热电子元件上之热量时，可达成简便、快速、节省时间与成本之功效。
[0005]然而，这些装置往往需要用到比较复杂的检测与控制电路，例如较为精密的温度传感器件，不但结构复杂，而且成本较高。在当前追求高度集成化与性价比至上的市场需求中，其呈现出的问题也越来越突出，这就对电子产品的普及和推广产生了很大的负面影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种电子元件测温方法，它实现方便，性价比较高，利用电子产品中常见的单片机模块，仅通过简单地电路改装与空闲端子的有效使用，即可实现测温功能。
[0007]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:一种电子元件测温方法，包括如下步骤:
1)依托单片机空闲I/O口建立温度检测电路，所述温度检测电路包括三个单片机I/O端口、一个精密电阻、一个热敏电阻、一个普通电阻及一个电容；
2)将电阻所连三个端口均设置为低电平输出，启动延时程序；
3)将精密电阻所连端口设置为高电平输出，其余两电阻所连端口设置为输入状态，启动计数程序；
4)将电阻所连三个端口均设置为低电平输出，启动延时程序；
5)将热敏电阻所连端口设置为高电平输出，其余两电阻所连端口设置为输入状态，启动计数程序；
6)启动内部计算程序得出光敏电阻值，进而查知温度值。
[0008]所述三个电阻的一端分别接单片机端口，另一端共接于电容一端，电容另一端接地。
[0009]所述单片机可选用51系列，所述I/O端口可选用Pl.0、Pl.1、Pl.2三个端口。
[0010]所述延时程序的延时功能依托于单片机的定时器，定时时间为0.1秒。
[0011]所述计数程序流程为:首先内部计数器清零并开始计数，同时检测普通电阻端口状态是否为高电平，如果不是，返回继续计数并检测，如果是，表示电容上的电压达到单片机高电平输入的门嵌电压，保存当前状态，并读取计数器值，并将计数器值存入单片机的数据寄存器。
[0012]本发明中所应用的单片机是依托于电子产品本身的单片机控制模块而设计，目前最为常见与廉价的是51系列单片机，这是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。该系列单片机具有256bytes的数据存储器、32条I/O 口线、CPU由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器、RAM用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；R0M用以存放程序、一些原始数据和表格；四个8位并行I/O 口，既可用作输入，也可用作输出；两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；五个中断源的中断控制系统，在本发明中，仅需要用到3个空闲I/O 口以及简单的中断、读取及数据寄存功能。
[0013]通过采取以上方案，即实现对温度的测量。本发明仅通过简单的电路改装，没有引入其他复杂硬件模块，并采用单片机内部程序来实现测温功能，成本相对较低，性价比较高，有利于电子元件的普及与推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
图1是本发明测温电路示意图。
[0015]图2是本发明测温方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1、图2所示，以51系列单片机中的89C51型为例，其特点是带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CM0S8位微处理器，89C51的Pl 口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O 口，Pl 口缓冲器能接收输出4TTL门电流。Pl 口管脚写入I后，被内部上拉为高，可用作输入，Pl 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，Pl 口作为低八位地址接收，其测温方法的具体实施步骤如下:
I)采用单片机空闲I/O 口建立温度检测电路，利用三个单片机端口 Pl.0、PL UPl.2,其中Pl.0接1K精密电阻Rk、Pl.1接1K热敏电阻Rt、Pl.2接100 Ω普通电阻R，三个电阻的另一端共接一个0.1 μ瓷介电容C，电容C另一端接地；
2)电路连接完成后，进入测温过程，将Pl.0、Pl.K Pl.2三个端口均设置为低电平输出，此过程是对电容C进行放电，并启动延时程序，可以设置为0.1秒；
3)将Pl.0端口设置为高电平输出，Pl.1、Ρ1.2端口设置为输入状态，通过Rk对电容C进行充电，同时启动计数程序；
计数程序流程为:首先内部计数器清零并开始计数，同时检测Pl.2端口状态是否为高电平，如果不是，返回继续计数并检测，如果是，表示电容C上的电压达到单片机高电平输入的门嵌电压，保存当前状态，并读取计数器值为Tl，并将Tl存入单片机的数据寄存器。
[0017]4)P1.0、Pl.1、Pl.2三个端口均设置为低电平输出，使C放电至放完，并启动延时程序；
5)将Pl.0端口设置为高电平输出，Pl.0,Pl.2端口设置为输入状态，启动计数程序，计数程序方法同步骤3)，此时单片机计时器记录下从开始充电到Pl.2 口转变为高电平的时间Τ2 ；
6)由于电容电压公式为Vt=VO+(Vl-VO)*[l-exp(-t/RC)]，其中VO为电容上的初始电压值，Vl为电容最终可充到或放到的电压值，Vt为t时刻电容上的电压值，故与电容相关的各参数量均相同时，t与R呈正比关系，可得Tl/Rk=T2/Rt，即Rt=T2XRk/Tl，启动内部计算程序，由已知参数Tl、T2、Rk，即得出光敏电阻值Rt，进而调用1K光敏电阻分度表即可查知当前温度值。
[0018]由上述步骤可知，在单片机定时器精度、光敏电阻精度、热敏电阻精度均较高的情况下，就能够保证较高的测温精度，与单片机输出电压、门嵌电压、电容精度及大小都无关。在Rk、Rt精度均为1%左右时，温度测量误差可以做到小于1°C，从而达到比较理想的测温效果。
【权利要求】
1.一种电子元件测温方法，其特征在于:它包括如下步骤: 依托单片机空闲I/o 口建立温度检测电路，所述温度检测电路包括三个单片机I/O端口、一个精密电阻、一个热敏电阻、一个普通电阻及一个电容； 将检测电路中电阻所连三个端口均设置为低电平输出，启动延时程序； 将精密电阻所连端口设置为高电平输出，其余两电阻所连端口设置为输入状态，启动计数程序； 将电阻所连三个端口均设置为低电平输出，启动延时程序； 将热敏电阻所连端口设置为高电平输出，其余两电阻所连端口设置为输入状态，启动计数程序； 启动内部计算程序得出光敏电阻值，进而查知温度值。
2.如权利要求1所述的一种电子元件测温方法，其特征在于:所述三个电阻的一端分别接单片机端口，另一端共接于电容一端，电容另一端接地。
3.如权利要求2所述的一种电子元件测温方法，其特征在于:所述单片机可选用51系列，所述I/o端口可选用Pl.0、Pl.1、Pl.2三个端口。
4.如权利要求2所述的一种电子元件测温方法，其特征在于:所述延时程序的延时功能依托于单片机的定时器，定时时间为0.1秒。
5.如权利要求2所述的一种电子元件测温方法，其特征在于:所述计数程序流程为:首先内部计数器清零并开始计数，同时检测普通电阻端口状态是否为高电平，如果不是，返回继续计数并检测，如果是，表示电容上的电压达到单片机高电平输入的门嵌电压，保存当前状态，并读取计数器值，并将计数器值存入单片机的数据寄存器。
【文档编号】G05B19/042GK104180918SQ201410343569
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】王玉玺, 高洪杰 申请人:国网河南省电力公司南阳供电公司