温度采集系统

1、方案设计与分析1温度控制系统方案测温系统采用集成温度传感器 AD590测量温度,AD590具有线性优良、性能 稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方 便等优点。可广泛应用于各种冰箱、空调器、粮仓、冰库、工业仪器配套和各种 温度的测量和控制等领域。将AD590测得的温度信号经转换电路转换为电压量输出,再经AD转换后, 将数据送入单片机处理，最后由显示电路显示所测温度，此外还设有键盘，用来设 置温度，将测得温度与设置温度比较后，由指示灯指示系统所处的工作状态。2硬件资源简介2.1 89C51 简介89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器( FPEROM

2、F alsh Programmable and Erasable Read Only Memory )的低电压，高 性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复 擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一 种灵活性高且价廉的方案。2.3三端稳压器LM7805简介三端稳

3、压集成电路Im7805 电子产品中，常见的三端稳压集成电路有 正电压输出的lm78 XX系列和负电压输出的 Im79x X系列。顾名思义，三 端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接 地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO- 220的标准封装，也有lm9013样子的TO-92封装。用Im78/lm79系列三端稳压IC来组成稳压电 源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路， 使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的lm78或lm79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如lm7806表示 输出电压为正6V, lm79

4、09表示输出电压为负 9V。为三端固定集成稳压电 路的使用方便，电子制作中经常采用。2.4 AD590 简介AD590是美国ANALO G DEV ICES 公司的单片集成两端感温电流源。其主要特性如下：（1）流过器件的电流（卩A）等于器件所处环境的热力学温度 （开尔文）度数：I r/T=1 式中，Ir 流过器件（AD590）的电流，单位为 yA; T 热力学温 度，单位为K;（2）AD590 的测温范围为-55 C +150 C； AD590的电源电压范围为 430 V，可以承受44 V正向电压和20 V 反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；（4）输出电阻为710 mQ ; 精度高，AD

5、590在-55 C +150 C范围内，非线性误差仅为0.3 C。2.5 ADC0801 简介ADC0801是逐次逼近式8位MOS型AD转换器。3系统结构图温度系统的总体结构框图如图3-1所示。主要包括温度采集、实时温度显示、 报警指示、输入键盘，系统核心采用 AT89C51单片机作为微处理器。图3-1系统总体原理框图温度采集部分将数据传入单片机进行数据处理，然后送到实时显示部分显示。实时显示部分可以显示通过键盘输入的设置温度，默认设置温度为20 C将所测温度与设置的温度进行比较后报警。4系统设计4.1硬件设计电源设计测温电路需要+12V、-12V电源，单片机系统和显示电路需要+5V电源，将2

6、20V交流电压变压整流后经三端稳压器 LM7805、LM7812、LM7912分别输出 +5V、+12V、-12V 电压。GIC01LMMUCT 慣图4-1口 0最小系统本设计采用AT89C51单片机，采取上电自动复位和手动复位两种复位方式。连接电路图如图4-2。图4-2键盘设计设置温度值采用两个按键，以中断方式输入，分别接单片机的P32和P33 口, 一个按键控制数值递增，另一个控制递减。图4-3显示 LED显示分为两部分，分别显示两位测得温度值和两位设置的温度值，为减少对 单片机10 口的占用，采用扫描显示方式，将四个数码管并联，数据口接单片机 P2 口，控制端接P1 口的低四位。旳I L

7、匸DP?訓那TLIJ I I 111 rrn Ja rrTTlWIB4K7IK?卿时图4-4mm输入部分测温电路首先应将电流转换成电压。由于AD590为电流输出元件，在0C时输出的电流1=273 uA，温度T每增加1C, I增加1u A。输出的电压变化为： v=1uAX R2系统要求电压变化范围在05伏，可解得R2V62.5K,设计中R2采用了 52K 的电阻。当温度为-10摄氏度时，要求输出电压尽量接近于0 V,U0=(lt-Vcc/R1) R2=0由上述公式，得R1约为56k,本设计中取R仁56.3图4-5ADC0801是逐次逼近式8位MOS型AD转换器，其转换电路如下图，数据 总线接单片

8、机的P0 口，RD脚接P37 , WR脚接P36，转换结束状态信号接P30， 用查询方式转换。图4-64.2软件设计主程序主程序流程框图如图4-2-1,外部中断0的中断服务程序流程框图见图4-2-2, 外部中断1的中断服务程序见图4-2-3。图4-2-3外部中断1服图4-2-1主程序流程图图4-2-2外部中断0服务程序流程图务程序流程图模块化设计程序#i nclude reg51.h#in elude in tri ns.h #defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intsbit ds=P1A0;sbit dula=P2A6

9、;sbit wela=P2A7;uchar flag ;uint temp; uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;uchar code table1=0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd, 0x87,0xff,0xef;void TempDelay (uchar us)while(us-);void delay( uint count)uint i;while(co unt)i=200;while(i0)i

10、-;coun t-;void init_com() TMOD=0x20;TH1=0xfd;TL1=0xfd;TR1=1;SM0=0;SM 1=1;/ REN=1;PCON=0;/ SMOD=0;/ EA=1;ES=1;void display( uint temp)uchar qia n,bai,shi,ge;qia n=temp/1000;bai=t temp%1000/100; shi=temp%100/10;ge=temp%100%10;dula=0;P0=table1qia n;dula=1;dula=0;P0=0xfe;wela=1;wela=0;delay(1);P0=tableb

11、ai;dula=1;dula=0;wela=O;PO=Oxfd;wela=1;wela=O;delay(1);P0=table1shi;dula=1;dula=O;PO=Oxfc;wela=1;wela=O;delay(1);PO=tablege;dula=1;dula=O;PO=Oxfb;wela=1;wela=O;delay(1);5方案综合评价与分析本设计采用集成温度传感器 AD59O测量温度,AD59O具有线性优良、性能稳 定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便 等优点。将AD590测得的温度信号经转换电路转换为电压量输出,再经AD转换后, 将数据送入单片机处理，最后由显示电路显示所测温度，此外还设有键