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基于集成温度传感器AD590的温度测试仪设计(LCD) .doc

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基于集成温度传感器AD590的温度测试仪设计(LCD) .doc

目录第一章绪论.........................................................11.1课题产生的背景..................................................11.2本课题的内容安排................................................2第二章方案论证.....................................................22.1任务的分析与实现................................................22.2测温仪的硬件方案设计............................................32.3测温仪的软件方案设计............................................3第三章硬件设计....................................................53.1传感器的选择....................................................53.2放大电路的设计..................................................53.3数据采集电路设计................................................63.4显示电路的设计..................................................73.5键盘电路的设计..................................................83.6报警电路的设计..................................................9第四章软件的设计..................................................94.1概述............................................................94.2监控子程序的设计...............................................104.3数据处理子程序的设计...........................................104.4显示子程序的设计...............................................112.3.1数字显示子程序...............................................112.3.2汉字显示子程序...............................................114.5键盘扫描子程序的设计...........................................124.6报警子程序的设计...............................................134.7报警子程序的设计...............................................13第五章调试与分析..................................................145.1调试系统简介...................................................145.2调试故障及原因分析.............................................14结论.............................................................15致谢.............................................................15参考文献...........................................................16附录1硬件原理图.................................................17附录2软件程序清单...............................................18附录3设备清单...................................................34课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第1页基于集成温度传感器AD590的温度测试仪设计(LCD)摘要本文设计了一个基于集成温度传感器AD590的温度测试仪设计(LCD),它的主要功能是利用集成温度传感器AD590作为传感元件,集成放大器作为放大电路,A/D转换器作为数据采集器件,单片机作为数据处理器件,LCD液晶屏作为显示器件,用于实现集成温度测试仪的设计。设计最终目的为了要实现一个能对重量信息进行实时数据采集、处理及显示,并可用键盘设定阈值且具有超值报警功能的温度仪。关键字AD590数据采集单片机键盘扫描第一章绪论1.1课题产生的背景随着工业生产效率的不断提高,自动化水平与范围也不断扩大,因而对温度检测技术的要求也愈来愈高,一般可以归纳以下几方面。1扩展检测范围现在工业上通用的温度检测范围为2003000℃,而今后要求能测量超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切,如1OK以下的温度检测是当前重点研究课题。2扩大测温对象温度检测技术将会由点测温发展到线、面,甚至立体的测量。应用范围己经从土业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。3发展新型产品利用以前的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品,以满足用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。4适应特殊环境下的测温对许多场合中的温度检测器有特殊要求,如防硫、防爆、耐磨等性能要求又如移动物体和高速旋转物体的测温、钢水的连续测温、火焰温度检测等。5显示数字化温度仪表向数字化方向发展。其最大优点是直观、无读数误差、分辨率高、测量误差小,因而有广阔的销售市场。6标定自动化课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第2页应用计算机技术,快速、准确、自动地标定温度检测器。根据上述要求,国内外温度仪表制造商将向以下几方面发展。1继续生产量大面广的传统的温度检测元件,如热电偶、热电阻、热敏电阻等。2加强新原理、新材料、新加工工艺的开发。如近来己开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度检测器,厚膜、薄膜铂电阻温度检测器,硅单晶热敏电阻温度检测器等.3向智能化、集成化、适用化方向发展。新产品不仅要具有检测功能,又要具有判断和指令等多功能,采用微机向智能化方向发展。向机电一体化方向发展。因此,本课题设计的方向就是在温度检测的智能化、集成化方面进行有效的探索。1.2本课题的内容安排根据设计题目的要求,基于集成温度传感器AD590的温度测试仪,利用AD590温度传感器每升高1℃输出电流就升高1uA的特性,输出微弱的电信号,在通过信号调理电路之后,变成稳住A/D转换要求的信号,然后在LCD液晶显示器将测量的温度显示出来。本次设计的测温仪具有设定使用键盘在一定范围内设定阈值,并且超值报警功能,并且设定界面亲切二年且人性化。论文共五部分第一章简要介绍课题产生的背景第二章进行方案论证,包括硬件方案论证和软件方案论证第三章介绍硬件的设计,对应变式单臂电桥传感器进行测评,以及放大电路和报警电路的介绍第四章介绍软件的设计,对软件的各个模板进行分析介绍第五章是程序调试与结果分析部分。第二章方案论证2.1任务的分析与实现本次课程设计是利用集成温度传感器AD590、单片机实验箱、单片机仿真器等设计一个能用LCD实时显示温度的智能温度测试仪。显示为XX℃。主要内容是利用集成温度传感器AD590为测温元件通过信号调理电路将AD590输出的微弱电信号放大调理到0V5V范围内,在通过ADC0809把模拟信课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第3页号转换成数字信号,利用单片机控制键盘进行阈值设定,并对A/D转换后的信号进行处理蜂鸣器由单片机控制,以实现超值报警功能,并可以用LCD显示测量的温度值。设计最终目的为了要实现一个能对重量信息进行实时数据采集、处理及显示,并可用键盘设定阈值且具有超值报警功能的测温仪。技术指标(1)重量显示为XXX℃。(2)测量范围0100℃。2.2测温仪的硬件方案设计对于单片机控制的温度测试仪,在实际使用中需要亲切的开始界面,人性化阈值设定界面,和清晰简明的测试界面。单片机的程序不仅要分别对A/D转换、LCD显示、键盘、报警等电路控制,还要对A/D转换的结果与阈值比较,实现超值报警的功能,还有就是要对A/D转换后的数字量进行线性变换,以达到转换成温度值的目的。基于以上的分析,正确地计算出采样信息中所对应的温度值,用单片机汇编语言编写程序,先设定阈值,再对采样后数据A/D转换,线性变换成温度值,与阈值比较,实现超值报警的功能。按照以上的要求设计,不仅要完成以上的各个功能,并且实现了对前面板设计的美观大方、操作方便,后面板审计的简洁、布线合理、功能完善。流程方框图如图1.图1流程方框图2.3测温仪的软件方案设计对于单片机控制的温度测试仪,在实际使用中需要亲切的开始界面,人性化阈值设定界面,和清晰简明的测试界面。单片机的程序不仅要分别对A/D转换、AD590集成温度传感器采集信号调理电路键盘扫描输入阈值LCD液晶显示电路单片机ADC0809模/数转换课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第4页LCD显示、键盘、报警等电路控制,还要对A/D转换的结果与阈值比较,实现超值报警的功能,还有就是要对A/D转换后的数字量进行线性变换,以达到转换成温度值的目的。基于以上的分析,正确地计算出采样信息中所对应的温度值,用单片机汇编语言编写程序,先设定阈值,再对采样后数据A/D转换,线性变换成温度值,与阈值比较,实现超值报警的功能。按照以上的要求设计,不仅要完成以上的各个功能,并且实现了对前面板设计的美观大方、操作方便,后面板审计的简洁、布线合理、功能完善。如图2总程序流程图。Y是否完成报警设定阈值NY数据采样数据处理大于阈值开始阈值设定是否完成NNY课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第5页图2总程序流程图第三章硬件设计3.1传感器的选择本此次课设选用的传感器型号是AD590温度传感器。AD590是单片集成两端感温电流源。它的主要特性有1、流过器件的电流(uA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数,即uA/K式中流过器件(AD590)的电流,单位为uAT热力学温度,单位为K。2、AD590的测温范围为55℃~150℃。3、AD590的电源电压范围为4V~30V。电源电压可在4V6V范围变化,电流变化1uA,相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会被损坏。3.2放大电路的设计本设计利用集成温度传感器AD590,因为其输出电流是以绝对温度零度(273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Iout(27325)298μA。由于一般电源供应教多器件之后,电源是带杂波的,因此我们使用齐纳二极管作为稳压元件,再利用可变电阻分压,其输出电压V1需调整至2.73V,接下来我们使用差动放大器其输出Vo为(100K/10K)(V2V1)T/10,如果现在为摄氏28℃,输出电压为2.8V,输出电压接AD转换器,那么AD转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。温度传感器放大电路图如图3课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第6页图3温度传感器的放大电路3.3数据采集电路设计ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器,可以和单片机直接接口。ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入,共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量,当OE端为高电平时,才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。在此实验中我们用0到5V变化的滑动变阻器代替温度传感器的0到5V电压。实验电路图如图4所示。模拟的电信号由ADC0809的IN0口进入,进行模数转换得到的A/D转换结果为A/D转换结果Vo255/5课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第7页图4模数转换电路3.4显示电路的设计显本设计采用的液晶显示模块是12864点阵的汉字图形型液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。可与CPU直接接口,提供两种界面来连接微处理机8位并行及串行两种连接方式。具有多种功能光标显示、画面移位、睡眠模式等。本部分设计的电路图如图4所示。课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第8页图4显示电路3.5键盘电路的设计Intel公司的8279芯片是一种通用课编程键盘/显示器接口电路芯片,它能完成监视键盘输入和显示控制两种功能。8279对键盘部分提供一种扫描工作的方式,能对64个按键键盘阵列不断扫描,自动消抖,自动识别出闭合的键并得到键号,能对双键或N键同时按下进行处理。图5键盘电路原理图

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