利用A/D转换设计一个室温温度计.doc-资料库

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盐城工学院博雅学院综合电子设计报告设计题目：利用A/D转换设计一个室温温度计专业：电子信息工程班级： BM电子081 学号： 0851407121 参与人员：徐忠财指导老师：惠为君完成日期：

利用 A/D 转换设计一个室温温度计摘要 20 世纪末，随着计算机科学的发展，计算机已深入地渗透到我们的生活中，要想学好温度测控，只有扎扎实实的把单片机知识学好，因为温测控是基于单片机知识的。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务，单片机在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测，控领域的应用中独占鳌头。时下，家用电器和办公设备的智能化，遥控化，模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的，同时在使用单片机的前提下我们也还要用到 A/D 数模转换。我们作为 21 世纪的大学生必须具备单片机知识。现在随着社会对人才素质要求的不断提高，我们也要不断的充实自己，以适应社会的发展。本文介绍了基于 AD590 与 89C52 单片机的一种温度采集系统,该电路采用 ADC0809 作为 A/D 转换元件，将 AD590 采集的模拟温度信号转化为数字信号，传输到单片机内部，最后总是用共阴极 LED 显示出来，温度测量范围 0℃~85℃，小数点后显示一位。要求能够正确的显示温度传感器的温度。使用 3 位 LED 模块显示，显示测量温度数值。本系统主要包括大模块：数据采集模块、控制模块、A/D 转换模块、显示模块。首先绘制出工作流程图，然后连接好硬件电路，写入汇编程序，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了汇编语言进行编程，使用了显示模块程序、转换数据存取程序、A/D 转换程序。关键字：AT89C52、AD590、数码管、ADC0809、温度计

目录 1 绪论........................................................................................................................... 1 2 硬件部分................................................................................................................... 2 2.1 单片机的选择................................................................................................ 2 2.2 温度采集电路................................................................................................ 5 2.3 模数转换电路设计........................................................................................ 6 2.4 显示电路设计路........................................................................................ 10 2.4.1 LED 数码管构成................................................................................10 2.4.2 显示方式........................................................................................... 11 3 软件设计................................................................................................................. 13 3.1 主程序设计.................................................................................................. 14 3.1.1 工作流程........................................................................................... 14 3.1.2 存储空间定义安排......................................................................... 15 3.2 模块程序设计............................................................................................ 15 3.2.1 A/D 转换测量程序............................................................................ 15 3.2.2 显示程序........................................................................................... 16 3.3 程序设计....................................................................................................... 18 4 系统调试…………………………………………………………………………21 附录 1……………………………………………………………………………….23 附录 2……………………………………………………………………………….24 总结......................................................................................................................... 25 参考资料..................................................................................................................... 26

1.1 绪论随着科技的发展，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。单片机单芯片的微小体积和低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。而温度计是工农业生产及科学研究中最常用的测量仪表。随着时代的进步和发展，数字温度计得到了迅速的发展。数字温度计的优点是准确度高，不易误读，分辨率高，特别是在测量小的温度变化时比较准确。数字温度计已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。本设计中采用原件 AD590、ADC0809、89C52 单片机和数码管设计出一个数字温度计。 ·1.2 设计一个 A/D 转换温度计显示器传感器放大器 A/D 单片机调试部键盘二、设计要求基本要求（1）测温明亮显示。（2）能显示出测量温度值。（3）学习掌握单片机采集测控系统的设计方法。第 1 页共 21 页

三、注重放大电路部分的设计在许多需要 A/D 转换和数字采集的单片机系统中，很多情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足 A/D 转换器对输入信号电平的要求，这种情况下，就必须选择一种符合要求的放大器。上图所不的电路就是我们采用的简单的放大电路,我们对这个电路进行说明.AD590 的输出是电流量,为了把电流转换成电压,通常将 AD590 的输出电流通过 1KΩ电阻,从而获得 1mV 的输出电压.通过对 AD590 的资料的分析我们知道,AD590 测量的是绝对温度,绝对温度和摄氏温度之间的关系为: K=℃+273.2 为了读出摄氏温度,必须使 AD590 的输出偏置为 273.2mV,AD590 的电流— 电压转换电路和偏置电路如上图所示.与 AD590 串联的是一只 910Ω电阻和一只 100Ω的电位器,可以通过微调 100Ω的电位器,将总的阻值调到 1KΩ.AD590 输出的 1uA 的电流就会在 1KΩ电阻上产生 1mV 的输出电压.而电路的基准电压,是由 AD580 和一只 9.1KΩ.1KΩ电阻,200Ω电位器来提供的,AD580 是一个提供 2.5V 电压的器件,该器件的稳定性委很高,2.5V 的基准由 9.1KΩ.1KΩ电阻,200Ω电位器分压后,获得 273.2mV 的电压作为偏置电压.最后我们将放大器的放大陪数设为 10 倍,所以当温度每上升 1℃时,放大器输出电压就会增加 10mV. 2 硬件部分 2.1 单片机的选择 AT89C52 作为温度测试系统设计的核心器件。该器件是 INTEL 公司生产的 MCS 一 5l 系列单片机中的基础产品。本设计采用的处理器单片机，单片机是早期 Single Chip Microcomputer 的直译，它反映了早期单片机的形态和本质。然后，按照面向对象，突出控制功能，在片内集成了许多外围电路及外设接口，突破了传统意义上的计算机结构，发展成 microcontroller 的体系结构，目前国外已第 2 页共 21 页

普遍称之为微控制器 MCU（Microcontroller Unit）。鉴于它完全作嵌入应用，故又称为嵌入式微控制器(Embedded Microcontrolle)。大多数单片机采用哈佛（Harvard）结构体系，即数据存储空间与程序存储空间相互独立的结构体系。它不同于一般通用计算机系统结构，即程序和数据共用一个空间的冯诺伊曼(Von Neumann)结构。有 40 个引脚。该单片机采用 Atmel 公司的高密度非易失性存储技术制造，与美国 Intel 公司生产的 MCS—51 系列单片机的指令和引脚设置兼容。其主要特征如下： 1、8 位 CPU 2、内置 4K 字节可重复编程 Flash，可重复擦写 1000 次 3、完全定态操作：0Hz~24Hz，可输出时钟信号 4、256B 的片内数据存储器 5、32 根可编程 I/O 线 6、3 个 16 位定时/计数器 7、中断系统有 7 个中断源，可编为两个优先级 8、一个全双工可编程串行通道。单片机小系统的电路图如图所示。第 3 页共 21 页

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2.2 温度采集电路温度采集系统主要由 AD590、OP-07。ICL8069 组成，如图 2 所示图 2 温度采集系统电路选用温度传感器 AD590，AD590 具有较高精度和重复性（重复性优于 0.1℃，其良好的非线形可以保证优于 0.1℃的测量精度，利用其重复性较好的特点，通过非线形补偿，可以达到 0.1℃测量精度）。超低温漂移高精度运算放大器 OP-07 将“温度-电压”信号放大。便于 A/D 进行转换，以提高温度采集电路的可靠性。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为 10mV/K，温度 0℃时输出为 0，温度 25℃时输出为 2.982V。电流输出型的灵敏度为 1µA/K。这样便于 A/D 转换器采集数据。集成温度传感器 AD590 的简单介绍集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的 b-e 结压降的不饱和值 VBE 与热力学温度 T 和通过发射极电流 I 的下述关系实现对温度的检第 5 页共 21 页 1 2 U 1 A A D 5 9 0 0 . 1 U F C 1 I C L 8 0 6 9 1 K R 1 1 K R 2 9 . 1 K R 1 0 9 0 K R 1 1 1 0 0 K R 4 2 K R 9 1 0 K R 3 V C C - V C C 1 4 6 8 7 + 3 - 2 U 3 B O P - 0 7 G N D V C C I N 1 I N 0

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