电子设计竞赛论文温度检测系统.docx

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电子设计竞赛论文温度检测系统

第四届广西大学生电子设计竞赛

设计论文

题目：

温度检测系统

学校：

系别：

信息与通信学院

专业：

通信工程

队别：

第队

学生姓名：

指导教师：

二〇一〇年五月十七日

摘要

本测温系统是有AD590作为温度传感器对外部温度进行检测，信号进过运放的减法和放大后由ADC0804模数转换，得到的数据再在STC89C52单片机内通过软件把得到的十六进制的数字量转换成十进制的数字量，并通过四位数码管显示温度。

测量的精度可以达到0.5℃.并设置有上下限的功能，超过上下限会有蜂鸣器和不同颜色的指示灯报警。

关键字：

AD精度温度检测

Abstract:

thetemperaturemeasuringsystemisatemperaturesensorAD590toexternaltemperaturedetectionandsignalinthesubtractionandamplifiedbyADC0804frequency-field,afterthedatainSCMbySTC89C52againwithinthesoftwareofdigitalhexadecimalconvertdecimalnumber,youandthroughtheLCDdisplaytemperature.Theaccuracyofmeasurementcanreach0.5degrees.Andhavesetupperlimitonthefunction,mayhavemorebuzzersalarm.

Keywords:

ADprecisionTemperaturedetection

1.系统方案

1.1总体

系统由温度采集，温度信号处理，AD转换，单片机系统，键盘和红外遥控，显示六部分构成。

框图：

1.2温度采集：

根据题目的要求温度传感器我们使用具有较高进度和线性度的AD590.AD590的非线性为0.8℃（—50~155℃），重复性优于0.1℃，可在A/D采集后，在程序中对采样数据进行非线性补偿，从而达到正负0.1℃测量精度。

可采集的电源范围为4~30V。

AD590采集电路：

：

（图一）

1.3温度信号处理：

上面说到的采集电路是最简单的，可产生10*（273.2+T℃）mV，当0℃时Va=10*273.2mV=2.732V、100℃时，Va=10*373.2mV=3.732V，但这不人性化，所以将Va减去2.732，则0℃的时候Va=0，1000℃时Va=1V，每增加1℃，Va增加0.01V，在此用到了运算放大器，用以进行减法功能，和放大。

（图二）

放大器将Vb放大四倍。

这样每增加1℃的时候Vc增加0.04V。

1.4A/D转换:

ADC0804主要技术指标如下：

（1）高阻抗状态输出

（2）分辨率：

8位（0~255）

（3）存取时间：

135ms

（4）转换时间：

100ms

（5）总误差：

-1~+1LSB

（6）工作温度：

ADC0804C为0度~70度；ADC0804L为-40度到80度

（7）模拟输入电压范围：

0V~5V

（8）参考电压：

2.5V

（9）工作电压：

5V

（10）输出为三态结构

（图三）ADC0804的外围电路

如上图三ADC0804连接到STC89C52单片机的PORT0，而ADC0804的WR引脚连接到AT89C52的WR，ADC0804的RD引脚连接到STC89C52的RD引脚，让ADC0804变成STC89C52单片机的“外部存储”，而ADC0804的INTR引脚连接到STC89C52的P3.2引脚可当成输入口以查询方式检测ADC0804是否完成转换；也可以用中断方式处理。

经转换的数字信号输出到PORT2口连接的LED来显示。

1.5、LED显示

《七段数码管引脚图》

数码管使用条件：

a、段及小数点上加限流电阻

b、使用电压：

段：

根据发光颜色决定；  小数点：

根据发光颜色决定

c、使用电流：

静态：

总电流80mA（每段10mA）；

动态：

平均电流4-5mA    峰值电流100mA

这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）；共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点com，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点），如下图所示。

图中的8个LED分别与上面那个图中的A~DP各段相对应，通过控制各个LED的亮灭来显示数字。

常用的是四位数码管，内部的4个数码管共用a~dp这8根数据线，为人们的使用提供了方便，因为里面有4个数码管，所以它有4个公共端，加上a~dp，共有12个引脚，下面便是一个共阴的四位数码管的内部结构图（共阳的与之相反）。

引脚排列依然是从左下角的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为1~12脚，下图中的数字与之一一对应。

（图四）LED显示电路

2.软件设计：

2.1主程序设计

本程序主程序流程图如图5所示。

程序启动后，首先清理系统内存，然后进行采集，并通过A/D转换后，传输到单片机，再由单片机控制显示设备，显示现在的温度。

图五

2.2A/D转换子程序设计

图5-2是A/D转换子程序流程图。

89C52给出一个脉冲信号启动A/D转换后，ADC0804对接受到的模拟信号进行转换，这个转换过程大约需要100µs,系统采用的是固定延时程序，所以在预先设定的延时后，89C52直接从ADC0804中读取数据。

总结

STC89C52单片机，体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，本文的温度控制系统，只是单片机广泛应用于各行各业中的一例。

本设计仅以空调温度为例进行恒温控制，稍加改动后，可以广泛应用于铸造、热处理等电热恒温及保温控制场合。

设计实现了温度实时测量、显示、控制系统。

本设计温度控制电路具有较高的抗干扰性，实时性；在设计过程中，首先在老师的指导下熟悉了系统的工艺，进行对象的分析，按照要求确定方案。

然后进行硬件和软件的设计。

通过设计使我掌握了微型机控制系统I/O接口的使用方法，模拟量输入/输出通道的设计，常用控制程序的设计方法，数据处理及线性标度技术，基本算法的设计思想。

在做设计之前，我对单片机的基本知识了解甚少，而汇编语言虽是接触过，可是没有具体的设计和编辑过，所以花了大量的时间去做准备工作。

在老师的指导和帮助下，克服了一系列困难终于完成了本设计，基于本人能力有限，该设计还有许多不足之处有待改进。

参考文献