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1、数字温度计【摘要】木系统采用AT89S51单片机作为控制系统的屮心，由温度传感器，稳压电路和LED显示构成的数字测温系统。该系统能显示室温。【关键字】数字温度计温度传感器一、题口要求基木要求：测量温度范H：(—200°C,能精确到()」°C,用1进制数码显示发挥部分：温度控制系统二、方案选择与论证1、系统基本方案本系统主要由主控制模块、测温模块和显示部分三部分组成，实现了测温并口数字显示的系统。系统框图如图1所示：4位LED显示图I2、各模块部分方案选择与论证(1)测温模块方案一：采用数字温度传感器DS18B20o因为数字温度传感DS18B20是单片结
2、构，无需外加A/D即可输出数字量，通讯采用单线制，同吋该通讯线还可兼作电源线，即具冇寄生电源模式。它具有体积小、精度易保证、无需标定等特点，特别适合与单片机合用构成智能温度检测及控制系统。但测温范围是・55°C〜+125°C,不能达到题目要求。方案二：采用集成温度传感器AD590oAD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。该器件具有良好的线性和互换性，测量精度高，关具有消除屯源波动的特性。但它的测温范围也达不到200°C,只冇・55°C〜+15()°C的温度范围。而且耍外加A/D转换器件才到得到数字温度显示，会使电路变得复杂。
3、图2AD590的外形电路图3集成温度传感器电路符号方案三：采用钳电阻TRRA102Bo铀电阻具有精度高，稳定性好，可靠性强,产詁寿命长等优点。而且钳电阻的工作温度是0°C〜+200°C。就工作温度范围是满足要求的，但在广州，还买不到。所以不能采用。方案一比较经济而且设计简单，但采用方案二。(1)单片机选择从上“单片机原理与接口技术”开始就使用AT89C51和AT89S51,而且AT89S51能顺利完成接收数字信号并送出显示功能，所以单片机就选择AT89S51o三、系统硕件设计及相关分析计算1、测温部分本实验采用的是集成温度传感器AT590,在设计测温电
4、路时，首先应将电流转换成电压。它的温度每升高1K,电流就增加IPAo当AD590的电流通过一个10kQ的电阻时,这个电阻上的压降为0.01V,即转换成10mV/K,为了使此电阻精度(0.1%),可用一个9.6kQ的电阻与一个lkQ电位器串联，然后通过调节电位器来获得精确的10k差分电路有两个作用：一是形成偏压，使当0°C时，输出电压为0V；二是形成增益为4。AD590出來的电压经过差分电路，把测温电压放大4倍，即1°C的变化时电压的变化为0.04Vo经图4的电路，岀来的输出电压0V到5V对应温度变化是从(TC到119.7°Co图4测温和差分电路0--5
5、V2、模数转换部分因为我采用的模数转换器是ADC0809,它的工作电压为5V,是8位的转换，只能把AD590输出的电压分成255个等级。如果不加差分电路，ADC0809的精度只到1°C,达不到精度要到0.TCo所以曾经想过用12位的TLC2543作模数转换,但价钱太贵，后不作考虑。3、单片机单片机中P0口作为数字信号输入口，与ADC0809相连;P1口是数据输出口,与显示器相连；P2.0-P2.3作为4位显示器的位选；P2.4连START；P2.5连0E。因为这两个是直接与ADC0809相连，所以ADC0809的启动和允许输出都要通过软件來实现。4、显
6、示器木系统选择的是4位的共阳LED显示器。单片机的位选口要先经过三极管才和显示器连接。四、系统的软件设计与数学运算1、系统的主流程图：2、AD590温度与电流的关系如下表所示摄氏温度AD590电流经10KQ电压o°c273.2uA2.732V10°C283.2uA2.832V20°C293.2uA2.932V30°C303.2uA3.032V40°C313.2uA3.132V50°C323.2uA3.232V60°C333.2uA3.332V100°C373.2uA3.732V3、温度数据转换运算因为我采用的模数转换器是ADC0809,它的工作电压为5
7、V,是8位的转换，只能把AD590输出的电压分成255个等级。即：毎个等级二5VF255二0.0196078V变化一个等级吋，温度的变化为tt二0.01960784-0.04=0.4901960°C这样，系统的精度可以达到0.4901960°Co而变化1°C,引起的等级变化数为nn二0.044-0.0196078=2.04级要达到采得较高精度的电压,ADC0809的参考电压一定要稳定于5V，这可以用一个稳压芯片7805来实现五、实际测量1、测量数据在室内测出AD590输出的电压为2.92V,数字显示器显示温度为27.2°C2、测试过程当力吐12V电源时
8、，除了74LS161系统的其他部分都没有被供电，后查原因,是稳压电路没有工作。检查电路，没有发
