传感器课设计数器和温度显示

1、及格感觉器官原创理由和应该是使用班级成建立米报纸告诉部门：信息工程系类别：名称：学生编号：介绍随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们的生活、工作、科研等各个领域，并且已经成为一种成熟的技术。摘要：主要介绍了一种基于89S51单片机的温度测量系统，详细描述了利用数字温度传感器AD590开发温度测量系统的过程，重点介绍了传感器各模块的硬件连接、软件编程和系统流程。各部分的电路也一一介绍。该系统可方便地实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定报警温度的上限和下限。它使用十分方便，具有精度高、范围广、灵敏度高、体积小、功耗低等优点。它适用于日常生活和工农业生产中的温度测量，也可以作为温度处理模

2、块嵌入到其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。将AD590、AD0804和AT89C51相结合，实现了最简单的温度检测系统，结构简单，抗干扰能力强，适用于恶劣环境下的现场温度测量，具有广阔的应用前景；光电传感器采用E3F-R2Y1反馈反射式光电传感器，可实现光电转换，从而实现精确计数、预定值报警(本科每8)和复位到一定值。关键词：单片机AT89S52；AD590AD0804E3F-R2Y1光电开关；一、设计主题：1.基于AD590的温度检测系统。2.光电计数器的设计。两个要求：1.温度检测系统要实现的功能：(1)温度测量范围为-55 150。(2)所需的电路原理图、放大电路部分、A/D转换部分

3、和显示电路部分是通过查阅资料和文献自行设计的。(3)明确设计目的2.光电计数器要实现的功能(1)数码管可显示产品数量(0-99)，并可自由设置产品报警数量(如8)。当产品数量为8时，将发出警报(蜂鸣器鸣响)。(2)独立设计电路，包括单片机小系统、红外光电开关和数码管显示部分。三.设计方案：根据讲师的要求，两个设计主题需要集成到一个系统中。经过对大量数据的分析和检索，并与同组成员讨论，得出以下设计方案：1.STC89C52单片机选择STC89C52单片机作为主控芯片；阿特梅尔公司生产的AT89C52单片机是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机。除了中央处理器，它还包括128字节随机存取存储器，

4、4个8位并行输入输出端口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时器计数器，4字节可变程序闪存集成在芯片上。它具有功耗低、速度快、程序擦除和写入方便等优点。单片机P0端口作为ADC0804的输入端进行数据转换，P2.0连接到ADC0804的INTR端检测数据转换是否完成。P1.0P1.3的输出信号连接到解码器7447作为数码管的显示，P1.4P1.7作为四个数码管的位选择信号进行控制。P3端口具有特殊功能，P3.6用于控制ADC0804的启动，P3.7用于控制ADC0804转换结果的读取。2.发光二极管数码管发光二极管是发光二极管的缩写，是一种能把电信号转换成光信号的电致发光器件

5、。由条形发光二极管组成的“8”字形发光二极管显示器也称为数码管。七段数码管引脚图数码管的使用条件：a、在线段和小数点上增加限流电阻；B.使用电压，分段：根据发光颜色确定，小数点：根据发光颜色确定；c、使用电流，静态：总电流80mA，动态：平均电流4-5mA；普通阴极数码管引脚图4.选择AD590作为温度传感器。AD590的工作原理和特点：(1)其输出电流基于绝对温度零(-273)，每增加1，输出电流将增加1A，因此其输出电流Io=(27325)=298A(室温25)。(2)可测范围为-55至150。(3)电源电压范围为4V至30V。高精度。(4)AD590有I、J、K、L、M五档，其中M档精度

6、最高，在-55 150范围内，非线性误差为0.3。这次选用的是AD590JH，其非线性度为-1.5度，测量范围为-55 150。(5)AD590封装和典型电路Vo值为Io乘以10K，室温25时输出值为2.98伏(10K298A)。测量Vo时，不应分离任何电流，否则测量值会不准确。(6)由于AD590的输出是电流，单片机不能直接读取，所以需要通过串联电阻将电流转换成电压，然后通过模数转换芯片AD0804将电压转换成相应的数字，再通过软件将采集到的电压转换成温度进行显示。5.AD0804的工作原理和特点：(1)AD0804的引脚图(2)ADC0804电气特性：(1)高阻抗状态输出(2)分辨率：8位

7、(0255)(3)访问时间：135毫秒(4)转换时间：100毫秒(5)总误差：-1 1LSB(6)工作温度：0 70；ADC0804L为-40度85度(7)模拟输入电压范围：0V5V(8)参考电压：2.5V(9)工作电压：5V(10)输出为三态结构(3)AD0804的引脚功能：1 (CS)引脚：芯片选择，与RD和wr引脚的输入电压一起判断是读还是写，低电平时有效。2(研发)引脚：读取。当CS和RD均为低电平时，ADC0804将通过DB7-DB0向其他处理单元输出转换后的数字信号。引脚3 (WR):开始转换的控制信号。当CS和WR均为低电平时，ADC0804清零，系统复位。当WR从01变为cs=

8、0，并且INTR设置为高电平时，ADC0804将开始转换信号。4引脚和19引脚(CLK输入，CLKR):频率输入/输出。频率输入可以连接到处理单元的信号频率范围，从100千赫到800千赫。但是，频率输出的最大频率不能大于640千赫，因此通常可以选择外部或内部频率。如果将电阻和电容加到CLK电阻和CLK电阻上，就可以产生模数转换器工作所需的时序，其频率约为：5 (INTR)引脚：中断请求。转换周期为高电平，当转换完成时，INTR将变为低电平，通知其他处理单元转换已经完成，可以读取数字数据。6针和7针(车辆识别号)，车辆识别号(-):差分模拟信号的输入端。当输入电压vin=vin ()-VIN(-

9、)时，通常使用单端输入，VIN(-)接地。8(GND)引脚：是模拟电压的接地端。9 (VREF2)引脚：模拟参考电压输入端。VREF是模拟输入电压VIN的上限。如果PIN9为空，车辆识别号的上限为VCC。10(GND)引脚：数字电压的接地端。引脚11 18 (DB7 DB0):转换后的数字数据输出端。20 (Vcc)引脚：驱动电压输入端。4)AD0804的典型接线图频率计算方法为Fck=1/(1.1*R*C)上图为例：r=10k，C=150PF，则内部转换频率为fck=1/(101 * 10k* 150 pf)=606千赫改变不同的R、C值会有不同的转换频率，频率越高意味着速度越快。电阻和电容

10、的组合必须使频率范围在100千赫到1460千赫之间。(ad0804时序图关于AD0804的几点注意事项：1.首先，CS芯片的选择端将AD0804拉低使能；2.下降沿脉冲来自第三个引脚(WR)，开始模拟/数字信号转换；3.转换后，AD0804将输出引脚INTR从高电位中断至低电位；4.替换完成后，在CS低电平期间，向AD0804的第二个引脚发送下降沿脉冲，以读取AD转换结果；光电计数器采用反射式光电开关。有几种光电开关： hqf * m I-v fs 0 (1)通过光电开关黑龙江物联网4t，snLlCO槽形光电是在槽的两侧面对面安装一个光发射器和一个光接收器。光发射器可以发射红外光或可见光，光接

11、收器可以无障碍地接收光。然而，当检测到的物体通过该槽时，光被阻挡并且光电开关被激活。输出开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成控制动作。由于整体结构的限制，槽式开关的检测距离一般只有几厘米。黑龙江物联网*|A h%Z4kL对向光电开关如果光发射器和光接收器分开，则可以增加检测距离。由光发射器和光接收器组成的光电开关称为相对分离光电开关。它的探测距离可以达到几米甚至几十米。使用时，光发射器和光接收器分别安装在被检测物体通过的路径的两侧，当被检测物体通过时，光路被阻断，使得光接收器工作以输出开关控制信号。(3)反射板光电开关黑龙江物联网；G)！P1ed7b反射板光电开关黑龙江物联网；G)！P1

12、ed7bWAj，i1当发射器和接收器安装在同一个设备中时，调用反射器反射(或镜面反射)光电开关，在其前面安装一个反射器，利用反射原理完成光电控制功能。在正常情况下，照明器发出的光被反射器反射并被光接收器接收；一旦光路被检测物体阻挡，并且光接收器不能接收光，光电开关操作并输出开关控制信号。黑龙江物联网： E3k-t U)；4s |光电开关的输出在没有障碍物时为高电平，在有障碍物时为低电平。因此，光电开关的输出引脚可以连接到单片机的外部中断引脚。每当检测到一个对象，微控制器就产生一个中断计数值加1。黑龙江物联网Wj%g z7漫反射光电开关它的探测头也配有一个光发射器和一个光接收器，但它前面没有反射

13、器。在正常情况下，无法找到光发射器发射的光接收器。当检测到的物体通过时，它会阻挡光线，并将部分光线反射回来。光接收器接收光信号并输出开关信号。综合考虑，本设计采用反射式光电开关。5.使用四位数码管显示数据。采用动态显示，数码管的前两位显示整数温度，第三位显示小数点后一位，最后一位显示符号“C”，即温度符号；此外，通过切换开关，最后两位数字也显示光电计数值。6.通过软件设置计数报警值。通过该软件，可以每10秒设置一次警报，当增加到99秒时，警报会自动清除。7.根据数据手册，单片机、AD590、AD0804和数码管都可以由5V电源供电，而AD590需要在5.5V以上才能正常工作。四.具体实现1.系

14、统组成框图：数字温度计采用集成温度传感器的AD590及其接口电路测量温度，并将其转换成模拟电压信号，再通过ADC0804转换成数字信号，由单片机进行处理，然后送到AT89C51进行处理和转换。最后，温度值显示在D4、D3、D2和D1四位七段式发光二极管显示屏上。该系统以AT89C51单片机为控制核心，外加AD590测温电路、模数转换电路、4位温度数据显示电路、外围电源和时钟电路。系统组成框图如下。键电源时钟重接电路数码管显示电路光电开关AD0804AD590STC89C522.原理图见附录。3.程序见附录五、各部分的定性描述和定量计算：电路分析AD590的输出电流为(273)A(温度为摄氏度)

15、，因此测得的电压为(273)A 10K(2.73吨/100)伏.为了测量电压而不分流输出电流，我们使用一个电压跟随器，其输出电压V2等于输入电压可变电阻室内温度应基本恒定，但显示温度保持上下波动，AD590的电压基本恒定，而AD0804接收到的模拟电压发生变化，但波动没有数码管快；经过电路检查，证明放大电路和AD0804采集电路均无误差。原因分析及解决方法：从硬件和软件入手；首先，AD0804收集的数据不稳定，这可能是由于运算放大器电路。经过改进后，我们没有在放大电路后直接发送给AD0804，而是通过电压跟随器后发送给AD 0804。其次，可能是单片机给数码管的频率太大。在软件中，改变了原来采

16、集16次后取平均值并发送给数码管的方法，而是采集两次后计算平均值，如果两次相等则发送给数码管；否则，不要发送。其优点是可以滤除不确定因素引起的电流变化，并丢弃一部分由AD0804转换的不合格数字量。2.AD采集的电压正确，但数码管显示的温度不正确；放大电压正确，表明运算放大器电路正常；单片机驱动数码管程序，数码管显示正确。仔细检查程序没有错误。现在有一种可能：AD0804的外围电路有问题，但是外围电路是按照郭天祥描述的基本电路连接的，检查后没有错误。后来，在检查了一些数据之后，发现连接到AD0804外围的RC振荡电路的电容是150pF，我们连接到104电容，将其改为102以正确显示温度。首先，电容过大，影响了模数转换的速度。3.当小数点由软件显示时，我们在调用数组之前用80H取或。结果，不仅该点没有显示，而且数码管的第二个数字也没有点亮；单片机P0端口接收的号码后来，经过仔细考虑，调用