单片机课设AD590温度传感器Word文档下载推荐.docx

1、附录 12第一章 温度采集器件1.1AD590 测温原理AD590是一恒定源器件，输出的电流值与它所测的绝对温度有精 确的线性关系。由于厂家生产时采用激光微调来校正集成电路内的薄 膜电阻，使其在摄氏零度（对应绝对温度为 273.2K）输出电流为273.2uA,灵敏度为1 uA/K,当其感受温度升高或降低时，输出电流 为1 uA/K的增大或减少，从而将被测温度线性转换为电流形式输出， 在测量电路中, 将其电流转换成电压, 则可用电压形式来表示温度的 大小。由于 AD590 输出电流设计为开氏温标对应,而且工作电压范 围大,因此,在实际应用中应注意以下几个问题。AD590在摄氏零度时，输出电流值为

2、 273.2uA,它与热力学温度 273.2K相对应。而人们习惯用摄氏温标表示温度， 摄氏温标与开氏温 标转换关系即T （K） =273.2+t（C） （1.1）在信号处理时,将开氏温度转换为摄氏温度。AD590的工作电压可以在4V30V范围内选用，但某一工作电压 一经确定后,应尽可能使其稳定,因为工作电压波动将引起 AD590 输出电流在一定程度上的相对漂移,造成测量误差。AD590输出电流在远距离传输时，虽然它对导线产生的压降不敏 感,但应避免传输导线回路受电磁干扰影响产生感应电动势而导致回 路电流变换,造成测量误差。由于AD590的温度变化范围在-55C+150C之间，经过10K-之后采

3、样到的电压变化在 2.182V4.232V之间，不超过5V电压 表示的范围，因此参考电压取电源电压 VCC（实测VCC=4.70V。由此 可计算出经过A/D转换之后的摄氏温度现实的数据。由于AD590的增益有偏差，电阻也有偏差，因此应对电阻进行 调整。调整的方法为：把 AD590放于冰水混合物中调整电位器，值 如下表示：摄氏温度AD590电流经10电压0C273.2uA2.732V10C283.2uA2.832V20 C293.2uA2.932V30 C303.2uA3.032V40 C313.2uA3.132V50 C323.2uA3.232V60 C333.2uA3.332V100C373

4、.2uA3.732V表1.1温度与电流关系1.2测量电路设计AD590对温度变化体现为电流变化，温度和电流呈线性关系，而A/D转换器采集的为电压信号，因此需要有电流电压转换电路，将电 流信号转换成电压信号，转换电路如图 1.2所示图1.2电流电压转换电路图中电容C4起滤波作用。该电路中，考虑到测温范围是 0度至5050度，而AD590输出电压范围为05V,故电阻R2取3.3心, 其中R2是滑动变阻器，精度高于R3,电阻R4取100 K1 ,R5取50 K1 , R4是滑动变阻器，精度高与 R5, R6取33 K。运放是温度电压变 换电路，为测试方便，设计时将 0度时的输出电压定为0V,每升高

5、一度输出电压上升100mV与 电压之间的关系为：U=K（T-T0）V （1.2）式中，K比例系数，K=0.98V/度，T环境温度，单位为度，T0 测温下限0度。由图2.9设流过R2、R3电流为11，流过传感器电流为I2，通过 R4 R5电流为I3。由分流得：由于AD590测得温度为开氏温度必须转换为摄氏温度，式见（1.1 ）当T=+50度和T=0度时，变换电路输出电压上限 Umax=5V电压 下限为Umin=OV,实现的方法是：首先调整R2使得l1 =273.2uA 。当温度为0度时，通过AD590的电流I2=273.2uA，此时I3=0uA， R4 R5上无压降，即输出电压为 0V。当环境温

6、度为50度时，流过AD590的电流为323.2uA,此时，I3 =12-1仁50uA，调整 R4,使 R4+R5=98千欧，有（R4+R5）I3=4.9V.同样, 可以计算出其余各温度所对应的输出电压具体对应数值见表 1.2 :温度ot10X?301C40匸so r输出电压值0 V0, 98VL 96V2. 9吗3. 92V4. 9V表1.2温度与输出电压值标定方法：（1） 断开图中M1点，串入微安表，调整电位器 R2,使微安表 读数为273.3uA，取下微安表，接通 M1点。（2） 将AD590至于50度水中，调整R4,使M2点电压为4.9V。（3） 将AD590至于0度冰水混合物中，测试

7、M2点电压为0V。（4） 再将AD590至于50度温度场中，测试M2点电压应为4.9V， 如有偏离，可微调电位器 R4,使M2点电压为4.9V。（5） 重复（2）（3）（4）二到三次，就可以使 M2点电压保持0 度时的0V、+50V度时的4.9V。系统对放大电流要求低调、低漂移、高精度，可选用高精度集成运放。 OP07 为失调电压、低失调电流和低漂移的超低失调运算放大器，其增益和共模抑制比高，噪声小，它的电源电压士 3V士 18V,其广泛用于稳定积分、精密加法比较，法制电压，检测，微弱信号精 确放大场合，是一种通用性极强的运算放大器。本系统用它作运放。第二章 A/D 转换器件2.1ADC080

8、9 简介ADC0809是美国国家半导体公司生产的 CMO工艺8通道，8位 逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以 根据地址码锁存译码后的信号， 只选通 8 路模拟输入信号中的一个进 行A/D转换。是目前国内应用最广泛的 8位通用A/D芯片1 主要特性1） 8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。2） 具有转换起停控制端。3） 转换时间为100卩s（时钟为640kHz时），130卩s （时钟 为 500kHz时）4） 单个+5V电源供电5） 模拟输入电压范围0+5V,不需零点和满刻度校准。6） 工作温度范围为 -40+85摄氏度7） 低功耗，约 15mW。2内部结

9、构ADC0809勺内部逻辑结构图如图所示。r ce136 io gstakt cek oe图2.1 ADC0809内部逻辑结构图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入， 共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。 地址锁存与译码电路完成对 A B、C3个地址位进行锁存和译码，其 译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出, 因此可以直接与系统数据总线相连，表 2-1为通道选择表。匚BA被选择的邇道1巩IN;a珥IN工兀表2-1通道选择表3信号引脚ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，其引脚排列 见图 9.8 。对ADC0809fc要信

10、号引脚的功能说明如下：IN7INO 模拟量输入通道ALE地址锁存允许信号。对应 ALE上跳沿，A、B、C地址状 态送入地址锁存器中。START转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809 START 下降沿时启动芯片，开始进行 A/D转换；在A/D转换期间，START应 保持 低电平。本信号有时简写为 ST.A、B、C地址线。 通道端口选择线，A为低地址，C为高地 址，引脚图中为ADDA ADD岳口 ADDC其地址状态与通道对应关系见 表 9-1 。CLK时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信 号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为 500KHZ的时钟信号EO

11、C转换结束信号。EOC=0正在进行转换；EOC=1转换结束。 使用中该状态信号即可作为查询的状态标志， 又可作为中断请求信号 使用。D7D0数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的 数据线直接相连。DO为最低位，D7为最高OE输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0输出数据线呈高阻；0E=1输出转换得到的数 据。Vcc+5V电源。Vref参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较， 作为逐次逼近的基准。其典型值为 +5V（Vref（+）=+5V, Vref（-）=-5V）. 第三章控制器介绍3.18051单片机简介MCS-51是标准的40引脚双列直插式集

12、成电路芯片，引脚分布请参照 单片机引脚图：E 2 8051茜片管脚图1017号端子）P3.0P3.7 P3 口 8位双向口线（在引脚的RST 复位信号：当输入的信号连续 2 个机器周期以上高电平 时即为有效， 用以完成单片机的复位初始化操作， 当复位后程序 计数器PC=OOOOH即复位后将从程序存储器的 0000H单元读取 第一条指令码。XTAL1和XTAL2外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时，此 二引脚用于外接石英晶体和微调电容； 当使用外部时钟时， 用于 接外部时钟脉冲信号。VCC电源+5V输入VSS GND接地。第四章 显示器件在本设计任务书中采用的是动态显示方式。 原因及原理介绍 如下

13、：动态显示驱动： 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广 泛的一种显示方式之一， 动态驱动是将所有数码管的 8 个显示笔 划a、b、c、d、e、f、g、dp的同名端连在一起，另外为每个 数码管的公共极COM曽加位选通控制电路，位选通由各自独立的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同 的字形码， 但究竟是那个数码管会显示出字形， 取决于单片机对 位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的 选通控制打开，该位就显示出字形， 没有选通的数码管就不会亮。 通过分时轮流控制各个数码管的的 COM端就使各个数码管轮流 受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余 辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮， 但只要扫描的速 度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感， 动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的 I/O端口，而且功耗更低。第五章硬件电路设计参考文献1proteus在MCS-51 &ARM7系统中的应用百例，电子工业出版社，周润景2单片机原理及应用，国防工业出版社，张淑清等编著3传感器原理与应用，高等教育出版社，黄贤武编著4单片机原理与接口技术 . 华东理工大学出版社，刘军编著附录程序流程如下: