溫度采集系統(tǒng)

1、方案設計與分析1溫度控制系統(tǒng)方案測溫系統(tǒng)采用集成溫度傳感器AD590測量溫度,AD590具有線性優(yōu)良、性能 穩(wěn)定、靈敏度高、無需補償、熱容量小、抗干擾能力強、可遠距離測溫且使用方 便等優(yōu)點?？蓮V泛應用于各種冰箱、空調器、糧倉、冰庫、工業(yè)儀器配套和各種 溫度的測量和控制等領域。將AD590測得的溫度信號經(jīng)轉換電路轉換為電壓量輸出，再經(jīng)AD轉換后， 將數(shù)據(jù)送入單片機處理，最后由顯示電路顯示所測溫度,此外還設有鍵盤,用來設 置溫度，將測得溫度與設置溫度比較后，由指示燈指示系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)。2硬件資源簡介2.1 89C51 簡介89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM F

2、alsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高 性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍 可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復 擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工 業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃 爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89 C2051是它的一種精簡版本。89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一 種靈活性高且價廉的方案。2.3三端穩(wěn)壓器LM7805簡介三端

3、穩(wěn)壓集成電路lm7805 電子產品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有 正電壓輸出的lm78 xx系列和負電壓輸出的lm79xx系列。顧名思義，三 端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接 地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO- 220的標準封裝，也有l(wèi)m9013樣子的TO-92封裝。用lm78/lm79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電 源所需的外圍元件極少，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路， 使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的lm78或lm79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如lm7806表示 輸出電壓為正6V, lm790

4、9表示輸出電壓為負9V。為三端固定集成穩(wěn)壓電 路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。AD590 簡介AD590是美國ANALO G DEV ICES公司的單片集成兩端感溫電流源。 其主要特性如下：流過器件的電流(pA)等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度(開爾文)度數(shù)：I r/T=1 式中，Ir流過器件(AD590)的電流，單位為pA； T熱力學溫 度，單位為K；AD590 的測溫范圍為-55C+150 C； AD590的電源電壓范圍為430 V，可以承受44 V正向電壓和20 V 反向電壓，因而器件即使反接也不會被損壞；輸出電阻為710 m。；精度高，AD590在-55C+150 C范圍內，非線性誤差僅

5、為0.3C。ADC0801 簡介ADC0801是逐次逼近式8位MOS型AD轉換器。3系統(tǒng)結構圖溫度系統(tǒng)的總體結構框圖如圖3-1所示。主要包括溫度采集、實時溫度顯示、 報警指示、輸入鍵盤，系統(tǒng)核心采用AT89C51單片機作為微處理器。圖3-1系統(tǒng)總體原理框圖溫度采集部分將數(shù)據(jù)傳入單片機進行數(shù)據(jù)處理，然后送到實時顯示部分顯 示。實時顯示部分可以顯示通過鍵盤輸入的設置溫度，默認設置溫度為20C。 將所測溫度與設置的溫度進行比較后報警。4系統(tǒng)設計4.1硬件設計4.1.1電源設計測溫電路需要+12V、-12V電源，單片機系統(tǒng)和顯示電路需要+5V電源，將 220V交流電壓變壓整流后經(jīng)三端穩(wěn)壓器LM7805

6、、LM7812、LM7912分別輸出 +5V、+12V、-12V 電壓。圖4-14.1.2最小系統(tǒng)本設計采用AT89C51單片機，采取上電自動復位和手動復位兩種復位方式。連接 電路圖如圖4-2。圖4-24.1.3鍵盤設計設置溫度值采用兩個按鍵，以中斷方式輸入，分別接單片機的P32和P33 口， 一個按鍵控制數(shù)值遞增，另一個控制遞減。圖4-34.1.4 顯示 LED顯示分為兩部分，分別顯示兩位測得溫度值和兩位設置的溫度值，為減少對 單片機IO 口的占用，采用掃描顯示方式，將四個數(shù)碼管并聯(lián)，數(shù)據(jù)口接單片機 P2 口，控制端接P1 口的低四位。圖4-44.1.5輸入部分測溫電路首先應將電流轉換成電壓

7、。由于AD590為電流輸出元件，在0C時 輸出的電流I=273 uA，溫度T每增加1C, I增加1u A。輸出的電壓變化為：v=1uAxR2系統(tǒng)要求電壓變化范圍在05伏，可解得R2 CLK-INWR1DO17DI2616D215D38 1HD4D213D5LL.C2DI EE.12D6lOOuFlI 11D7out|R21 Y9D132DIpIE5C3710O.luFcfi1R519 |1.1rnicl50pFk 1U2|ADC0801.1圖4-64.2軟件設計4.2.1主程序主程序流程框圖如圖4-2-1,外部中斷0的中斷服務程序流程框圖見圖4-2-2, 外部中斷1的中斷服務程序見圖4-2-3

8、。圖4-2-1主程序流程圖圖4-2-3外部中斷1服圖4-2-2外部中斷0服務程序流程圖 務程序流程圖4.2.2模塊化設計程序#include reg51.h”#include intrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit ds=P1A0;sbit dula=P2A6;sbit wela=P2A7;uchar flag ;uint temp;uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d, 0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0

9、x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;uchar code table1=0 xbf,0 x86,0 xdb,0 xcf,0 xe6,0 xed,0 xfd,0 x87,0 xff,0 xef;void TempDelay (uchar us)while(us-);void delay(uint count)uint i;while(count)i=200;while(i0)i-;count-;void init_com() TMOD=0 x20;TH1=0 xfd;TL1=0 xfd;TR1=1;SM0=0;/ REN=1;PCON=0;/ SMOD=0;/ EA=1;/E

10、S=1;void display(uint temp)uchar qian,bai,shi,ge;qian=temp/1000;bai=t temp%1000/100;shi=temp%100/10;ge=temp%100%10;dula=0;P0=table1qian;dula=1;dula=0;P0=0 xfe;wela=1;wela=0;delay(1);P0=tablebai;dula=1;wela=0;P0=0 xfd;wela=1;wela=0;delay(1);P0=table1shi;dula=1;dula=0;P0=0 xfc;wela=1;wela=0;delay(1);P0=tablege;dula=1;dula=0;P0=0 xfb;wela=1;wela=0;delay(1);5方案綜合評價與分析本設計采用集成溫度傳感器AD590測量溫度,AD590具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn) 定、靈敏度高、無需補償、熱容量小、抗干擾能力強、可遠距離測溫且使用方便 等優(yōu)點。將AD590測得的溫度信號經(jīng)轉換電路轉換為電壓量輸出，再經(jīng)AD轉換后， 將數(shù)據(jù)送入單片機處理，最后由顯示電路顯示所測溫度,此外還設有鍵盤,用來