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1、ATC温度传感器设计 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】ATC温度传感器设计电子系统综合设计报告姓名：学号：专业：日期：2011-4-13南京理工大学紫金学院电光系摘要 本次课程设计目的是设计一个简易温度控制仪，可以在四联数码管上显示测得的温度。主要分四部份电路：OP07放大电路，AD转换电路，单片机部分电路，数码管显示电路。设计文氏电桥电路，得到温度与电压的关系，通过控制电阻值改变温度。利用单片机将现在温度与预设温度进行比较，将比较结果在LED数码管上显示，同时实现现在温度与预设温度之间的切换。关键词 放大电路 转

2、换电路 控制电路 显示1 引言电子系统设计要求注重可行性、性能、可靠性、成本、功耗、使用方便和易维护性等。总体方案的设计与选择：由技术指标将系统功能分解为:若干子系统，形成若干单元功能模块。单元电路的设计与选择：尽量采用熟悉的电路，注重开发利用新电路、新器件。要求电路简单，工作可靠，经济实用。11 系统设计 设计思路本次实验基于P89L51RD2FN的温控仪设计采用Pt100温度传感器。 总体方案设计热敏电阻测温调理电路设计要求1.采用Pt100温度传感器，测温范围 -20 -100；2.系统可设定温度值；3.设定温度值与测量温度值可实时显示；4.控温精度：。2 单元模块设计 各单元模块功能介

3、绍及电路设计 温度传感器电路的设计实现温度T和电阻R的对应关系。电桥中R1=R2=R3=200=R,R4为温度传感器，温度变化，导致电桥的一个桥臂上的电阻也就是R4的阻值变化。 信号调理电路的设计实现将温度T 和电阻R的对应关系转化为温度T 和电压V的对应关系。利用电桥的原理，R4的阻值变化使电桥两点的电位差改变，此两点作为运算放大器的两个输入。 A/D采集电路的设计实现启动、等待、采集数据。信号调理电路的输出接0809的IN0。0809的ALE的START连接，单片机的和WR或非后接0809的START，和RD或非后接0809的OE。START脉冲来，A/D转换开始，以EOC作为转换完成的标

4、志使用的是等待方式，所以EOC未连接。 单片机电路 最小系统。 键盘及显示电路的设计实现键盘数据输入和温度显示。利用四联数码管显示三位的温度值和一个C代表显示的是温度。两个键盘按键调整预设温度的高低。 输出控制电路的设计I/O驱动、继电器、指示灯、负载。测得的温度值高于预设温度，红灯亮，低于则绿灯亮：接两个发光二极管。元器件的选择1. P89L51RD2FN2. AD08093. OP07A4. MAX2325. 驱动器ULN20036. 四联数码管MT0546AR7. 继电器HRS2H-S-DC5V-N8. 发光二极管（红、绿色）9. 三极管 9012（PNP）、 9013（NPN）11.

5、面包板、连接线、插头座12. 周立功单片机实验箱13. 电阻2003用于电桥，10k2,20 k2用于减法器特殊器件的介绍 OP07A OP07引脚图OP07A的特点： 超低偏移： 150V最大 。 低输入偏置电流： 。 低失调电压漂移： V/ 。 超稳定，时间： 2V/month最大 高电源电压范围： 3V至22V ADC08091主要特性1）8路8位AD 转换器，即分辨率8 位。2）具有转换起停控制端。3）转换时间为100s。4）单个5V 电源供。5）模拟输入电压范围05V，不需零点和满刻度校准。6）工作温度范围为-4085 摄氏度。7）低功耗，约15mW。2内部结构ADC0809 是CM

6、OS 单片型逐次逼近式AD 转换器，内部结构如图1322 所示，它由8 路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型DA 转换器、逐次逼近，寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL 兼容。IN0IN7：8 路模拟电压输入端，用与输入被转换的模拟电压。D0D7：A/D 转换后的数据输出端，与单片机的P0 口相接。A、B、C：模拟通道地址选择端，A 为低位，C 为高位。D转换完成数据的输送A/D 转换后得到的是数字量的模拟量，这些数据应传诵给单片机进行处理。数据串的关键是如何确

7、定A/D 转换完成。因为只有确定数据转换完成后，才进行传送。为此可采用以下三种方式：定时传送方式对于一种A时子程序。A/D 转换启动后，就调动这个子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了。接着，就可以进行数据传送A/D 转换来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。查询方式A/D 转换芯片表明有转换完成的状态信号，例如ADC0809 的E 端，因此可以通过查询方式用软件测试EOC的状态，即可知道转换是否完成，若完成，则接着进行数据传送。中断方式中断方式ADC0809与8031的中断方式接口电路只需将0809的EOC端经过一非门连接到8031的INTl 端即可。采用中断方式可大大节省CPU

8、的时间，当转换结束时，EOC发出一个脉冲向单片机提出中断请求，单片机响应中断请求，由外部中断1 的中断服务程序读AD 结果，并启动0809的下一次转换，外部中断1 采用边沿触发方式。 ULN2003ULN200A电路具有以下特点： 1电流增益高（大于1000）;2带负载能力强（输出电流大于500mA）;3温度范围宽（-4085）;4工作电压高（大于50V）。 四联数码管（共阴） 四联数码管引脚图各单元模块的联接 模块连接共6个模块。模块1：信号调理电路：电桥+减法器模块2：A/D转换器ADC0809模块3：单片机89C51或P89L51RD2FN P0: AD数据采集；P1：数码管段选信号（a

9、,b,c,d,e,f,g）；： A/D的OE； ：指示灯1，指示灯2 ； ：数码管位选信号（1,2,3,4）；INT0: 键+；INT1: 键-。模块4：键盘输入：连接单片机的两个外部中断。模块5：共阴四联数码管：位选 ，段选P1。模块6：控制输出：接两个指示灯。3 软件设计开发工具及设计平台 Proteus特点软件提供数千种元器件和多达30多个元件库。2.在Proteus软件中，理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。 3.除了现实存在的仪器外，Proteus还可以以图形的方式实时地显示线路上变化的信号。4.虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，可减少仪器对测量结果的影响。提供了比较丰富的测试

10、信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。 Keil特点1.全功能的源代码编辑器；2.器件库用来配置开发工具设置；3.项目管理器用来创建和维护用户的项目；4.集成的MAKE工具可以汇编、编译和连接用户嵌入式应用；5.所有开发工具的设置都是对话框形式的；6.真正的源代码级的对CPU和外围器件的调试器；7.高级GDI（AGDI）接口用来在目标硬件上进行软件调试以及和Monitor-51进行通信。 部分按键设定温度与实际温度间的切换 数据的显示 C代码编写#include#includebit flag;模拟电子技术基础. 北京: 高等教育出版社, 2004. 213-216. 2 闫

11、玉德，葛龙，俞虹. 单片机微型计算机原理与设计. 中国电力出版社，,197-199,. 3 朱蕴璞. 传感器原理与应用. 国防工业出版社. 4 黄锦安. 电路. 北京：机械工业出版社，2007. 附录：系统原理图：软件仿真图：信号调理电路控制电路图 AD采集电路与单片机电路数码管显示图系统连接图代码#include#includebit flag;/采样标志unsigned char countor;/定时器定时的循环标志unsigned char g,s,b,i;unsigned char Q=3,p=0;/设置预设温度unsigned char m,n;sbit P34=P34;sbit

12、P35=P35;sbit P30=P30;/为蜂鸣器提供一定频率的方波void DisplaySecond(unsigned char s,b);/数码管显示函数的声明void delay(void);/延时函数的声明float a,result=0,result1=0,T;/*数码管动态显示*/unsigned char Tab1= 0x3F, /0 0x06, /1 0x5B, /2 0x4F, /3 0x66, /4 0x6D, /5 0x7D, /6 0x07, /7 0x7F, /8 0x6F, /9 0x77, /A 0x7C, /B 0x39, /C 0x5E, /D 0x79,

13、 /E 0x71, /F ; /*定时器T0定时*/void t0_ser() interrupt 1 using 1 TL0=0xF0; TH0=0xD8; P30=!P30;/蜂鸣器产生的方波 countor+; if(countor=10) /循环10次达到定时秒 countor=0;flag=1; / 定时时间到，置采样标志为1，进行采样/*采样函数*/void samp() unsigned int c; XBYTE0x7FF8=0;/进行一个写操作，启动A/D转换 delay(); a=XBYTE0x7FF8;/将A/D转换的结果保存为变量a result=a*5/256;/将A/

14、D 转换结果换算成十进制数 if(result&result&result&resultm) P35=1;P34=0; else P35=0;P34=1;/当实际温度大于预设温度时，红灯亮，反之绿灯亮/*外部中断0，预设温度加一*/void int0_ser() interrupt 0 using 0 delay(); if(INT0=0) p+; if(p=10) Q+;p=0; for(i=0;i50;i+) DisplaySecond(Q,p);/*外部中断1，预设温度减一*/void int1_ser() interrupt 2 using 2 delay(); if(INT1=0)

15、p-; if(p=0) Q-;p=9; for(i=0;i50;i+) DisplaySecond(Q,p);void main() TMOD=0x01;/定时器工作方式 TL0=0xF0; TH0=0xD8;/定时器初值 ET0=1;/定时器中断开放 EA=1;/总允许 TR0=1;/启动定时器T0 EX1=1;/外部中断1开放 EX0=1;/外部中断0开放 PX0=1;/外部中断0优先级置高 PX1=1;/外部中断1优先级置高 IT0=1;/外部中断0为边沿触发方式 IT1=1;/外部中断1为边沿触发方式 while(1) if(flag) flag=0; samp();/采样标准为1时，

16、调用采样函数进行采样 DisplaySecond(s,b); /延时函数 void delay(void) unsigned int j; for(j=0;j100;j+); /数码管动态显示函数void DisplaySecond(unsigned char s,b) P2=0xf1;/数码管1亮 P1=Tab1g;/显示温度的百位 delay(); P2=0xf0; P2=0xf2;/数码管2亮 P1=Tab1s;/显示温度的十位 delay(); P2=0xf0; P2=0xf4;/数码管3亮 P1=Tab1b;/显示温度的十位 delay(); P2=0xf0; P2=0xf8;/数码管4亮 P1=0x39;/显示C delay(); P2=0xf0;