基于单片机和tlc2543的温度及电压测量装置.docx

1、基于单片机和tlc2543的温度及电压测量装置基于51单片机和TLC2543的温度测量以及电压测量装置西安理工大学一作品内容摘要：本电路主要采集STC89C52芯片和TLC2543芯片来完成一个 简易的数字电压表以及温度测量装置， 能够对输入的05V的模拟直流 电压以及0-100C温度进行检测，并通过1602LCD液晶进行显示。该电压表 的测量以及温度显示电路主要由三个模块组成：模数转换模块、温度采 集模块、数据处理模块及显示控制模块。 AD转换模块主要由芯片TLC2543来完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送 到数据处理模块。数据处理则由芯片 STC89C52来完成，其负责把

2、TLC2543传送来的数字量经一定的数据处理，产生相应的显示码送到显 示模块进行显示：另外它还控制着 TLC2543芯片的工作。(1)基本功能：1)电压测量范围05V，温度测量范围0-100C2)能用1602LCD液晶显示电压值以及温度3)测量精度达0.3V4)自制温度测量装置5)系统具备复位功能(2)根据设计要求，系统可分为电压采集模块、温度采集模块、 AD转换模块、主控模块、显示模块电压、温度采集模块显示模块=AD转 换 /模块接口 模块直流稳压电源(3)系统硬件电路设计与实现1.AD转换电路TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼 近技术完成A/D转换过程。由于

3、是串行输入结构，能够节省51系列单片 机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛 的应用。2TLC2543的特点(1)12位分辩率A/D转换器；(2)在工作温度范围内10卩s转换时间；(3)11个模拟输入通道；(4)3路内置自测试方式；(5)采样率为66kbps;(6)线性误差士 ILSBmax;(7)有转换结束输出EOC;(8)具有单、双极性输出；(9)可编程的MSB或LSB前导；(10)可编程输出数据长度。各引脚功能如下：1)AIN0AIN10 模拟量输入端。11路输入信号由内部多路器选 通。对于4.1MHz的I/O CLOCK，驱动源阻抗必须小于或等于 50 Q,而

4、且用60pF电容来限制模拟输入电压的斜率。2)-I 片选端。在端由高变低时，内部计数器复位。由低变高时，在设定时间内禁止 DATAINPUT和I/O CLOCK。3) DATAINPUT 串行数据输入端。由4位的串行地址输入来选择 模拟量输入通道。4) DATA OUTA/D转换结果的三态串行输出端。为高时处于高阻 抗状态，为低时处于激活状态。5) EOC转换结束端。在最后的I/O CLOCK下降沿之后，EOC从 高电平变为低电平并保持到转换完成和数据准备传输为止。6)GND 地。GND是内部电路的地回路端。除另有说明外，所有电压测量都相对GND而言。7)I/O CLOCK输入/输出时钟端。I

5、/O CLOCK接收串行输入信号并完成以下四个功能：(1)在I/O CLOCK的前8个上升沿，8位输 入数据存入输入数据寄存器。(2)在I/O CLOCK的第4个下降沿， 被选通的模拟输入电压开始向电容器充电，直到 I/O CLOCK的最后一个下降沿为止。(3)将前一次转换数据的其余 11位输出到DATA OUT端，在I/OCLOCK的下降沿时数据开始变化。(4) I/OCLOCK的最后一个下降沿，将转换的控制信号传送到内部状态 控制位。8)REF+正基准电压端。基准电压的正端(通常为 Vcc)被加到REF+，最大的输入电压范围由加于本端与 REF-端的电压差决定。9)REF-负基准电压端。基

6、准电压的低端(通常为地)被加到REF-。10)Vcc电源。2.温度的模拟量采集：温度传感器PTI00 :PtIOO温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器，主要参数如下：测量范围：-200 C+850C.允许偏差值： A 级士 (0.15+0.002/t/) , B 级( 0.30.0.005/t/ )热响应时间30s最小值入深度：热电阻的最小置入深度 200mm允许电流w 5mA另外，Ptl00温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高 压等优点。铂热电阻的线性较好，在0-100摄氏度之间变化时，最大非线性 偏差小于0.5摄氏度。铂热电阻阻值与温度关系为 ：(1)时，RPtl00=l00*

7、1+At+B*t 2+C*t 2*(t-l00)(2)0 C t850 C 时，RPtl00=l00*(1+At+B*t 2)式中，A=0.00390802 ; B=-0.000000580 ; C=0.0000000000042/35。可见PtIOO在常温0-100摄氏度之间变化时线性度非常好，其阻值表 达式可近似简化为：R=100（1+At），当温度变化1摄氏度，PtIOO阻值 近似变化0.39欧。下表为PtIOO在0C-100 C的分度表：0.123斗56789010010039100.78101.17101.56101.95102.34102.73103.12103.5110103.9

8、104.29104.68105,07105,46105,8510624106,63107.02107,420107.79108.1S108 7510S.9610935109 73110 12110.51110.9111.2830111.67112.06112.45112.83113.22113,61114.99114.38114.77115.1540115.54115.93116311165117 08117.47117 S5118.24118.62119 0150119411978120.16120.55120.93121 32121.7122 09122.47122.8660123.241

9、23.6212401124.39124 77125.16125.54125.9212631126.6970127,07127.4512784128.22128,612937129,75130.13130.5180130.89131.27131 66132.04132.42132.8133.18133.56133 941343290134.7135.OS135 46135.84136.22136.6136.9S13736137.7413S.12100138:5138.88139.26139.64140.02140 39140.7714L15141.53141.912.接口电路设计（图见附录）1）

10、 接口电路是TLC2543输出的二进制码经过单片机显示到液晶，主要 由时钟电路、复位电路和单片机芯片组成。2） 时钟电路。单片机内部有一个构成振荡器的增益反响放大器，引脚 XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端，这个放大器与作 为反馈元件的片外晶振一起构成自己振荡器。3） 复位电路。单片机一上电，立即复位，也可手动复位。电阻和电容实 现上电自动复位。复位也是使单片机退出低功耗工作方式而进入正常状 态的一种操作。3.显示电路的设计以下是1602液晶引脚的接线图，中间没有接线的为数据控制端口。 1602字符型通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线 VCC

11、（15 脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样：二：实验代码#in clude#defi ne uchar un sig ned char #define unit unsigned int sbit TCL2543_CLK=P1A2; sbit TCL2543_ADIN二PM3; sbit TCL2543_DOUT=P1A4; sbit TCL2543_CS=P1A5;sbit Icde n=P3A0；sbit Icdrs=P3A1； void delay (unit z)un it x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void w

12、rite_com(uchar com) lcdrs=O;P2=com;delay(5);Icde n=1;delay(5);Icde n=0;void write_data(uchar date) lcdrs=1;P2二date;delay(5);lcde n=1;delay(5);lcde n=0;void in it()lcde n=0;write_com(0x38); /*kia*da */ write_com(OxOc); /*da kai gua n biao*/ write_com(0x06);/* jia yi*/ write_com(0x01);write_com(0x80);

13、/*shujuzhi*/unit read2543( un sig ned char port)un sig ned int i;un it ad_value=0;TCL2543_CLK=0;TCL2543_CS=0;port=4;for(i=0;i12;i+)if(TCL2543_DOUT) ad_value|=0x01;TCL2543_ADIN=(bit)(port& 0x80);TCL2543_CLK=1;delay(60);TCL2543_CLK=0;delay(60);port二port1;ad_value二ad_value1;void mai n()un it result ,nu

14、 m,a,table3; float tmp,y;while(1)in it();result二read2543(0);result二read2543(0); tmp=(result*5.36/4096.0);a=tmp*100*3.9;table0=a/100;table1=a%100/10;table2=a%100%10;write_data(v); write_data(o); write data(T);write_data();write_data(s);write_data();for(num=0; num3;nu m+)if(num=1)write_data(.); write_

15、data(table n um+0x30);write_com(0x80+0x40);result二read2543(1);tmp=(result*5.36/4096.0);y=(tmp-0.878)/0.0233;a=y*10;table0=a/100;table1=a%100/10;table2=a%100%10;write_data(t);write_data(m);write_data(p);write_data();write_data(i);write data(s);write_data();for(num=0;num3;nu m+)if(num=2)write_data(.); write_data(table n um+0x30);