圖1 總體框架圖

　　穩(wěn)壓電源模塊電路設(shè)計

　　由于我們通過標(biāo)準(zhǔn)電阻分壓法測量待測電阻，因此需要高穩(wěn)壓電源。

　　通過變壓、整流和RC電路把交流220v市電變?yōu)樾‰妷褐绷鞣€(wěn)壓，再接入1117穩(wěn)壓芯片輸出高穩(wěn)壓電源。1117輸出電壓可精確調(diào)節(jié)，見圖2。

　　圖2 電源電路圖

　　溫度測量模塊電路

　　溫度傳感器18B20將被測環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成帶符號的數(shù)字信號(以十六位補(bǔ)碼形式，占兩個字節(jié))，輸出引腳I/O直接與單片機(jī)的I/O相連，傳感器采用外部電源供電。AVR單片機(jī)是整個裝置的控制核心。顯示器模塊由四位一體的共陽數(shù)碼管組成。系統(tǒng)程序分傳感器控制程序和顯示器程序兩部分，傳感器控制程序是按照18B20的通信協(xié)議編制。系統(tǒng)的工作是在程序控制下，完成對傳感器的讀寫和對溫度的顯示。CPU對18B20的訪問流程是：先對18B20初始化，再進(jìn)行ROM操作命令，最后才能對存儲器操作，數(shù)據(jù)操作。18B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時序和通信協(xié)議。溫度測量電路示于圖3。

　　圖3 溫度測量電路

　　電阻測量模塊電路

　　我們采用單片機(jī)內(nèi)部ADI測量待測材料電壓的方法來間接測量其阻值。具體方法為：利用外部穩(wěn)壓電源給待測材料和標(biāo)準(zhǔn)電阻的串聯(lián)電路提供8伏直流電壓。這樣在已知標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值R0和測得的待測材料電壓U的情況下就可求出待測電阻阻值Rx：

　　Rx=R0×U/(8-U)

　　應(yīng)該注意，單片機(jī)內(nèi)部A/D只能測量不超過VCC的電壓，因此在本電路(圖4)中，待測材料最大可測阻值不超過R0×5/8。若要讓可測阻值范圍增大，可以加大標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值。但同時精度也會降低，因此要根據(jù)需要選擇合適的最低阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻。