温度采集系统.docx
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温度采集系统
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方案设计与分析
1温度控制系统方案
测温系统采用集成温度传感器AD590测量温度,AD590具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。
可广泛应用于各种冰箱、空调器、粮仓、冰库、工业仪器配套和各种温度的测量和控制等领域。
将AD590测得的温度信号经转换电路转换为电压量输出,再经AD转换后,将数据送入单片机处理,最后由显示电路显示所测温度,此外还设有键盘,用来设置温度,将测得温度与设置温度比较后,由指示灯指示系统所处的工作状态。
2硬件资源简介
2.189C51简介
89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。
89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.3三端稳压器LM7805简介
三端稳压集成电路lm7805电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的lm78××系列和负电压输出的lm79××系列。
顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。
它的样子象是普通的三极管，TO-220的标准封装，也有lm9013样子的TO-92封装。
用lm78/lm79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。
该系列集成稳压IC型号中的lm78或lm79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如lm7806表示）））））））．
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输出电压为正6V，lm7909表示输出电压为负9V。
为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。
2.4AD590简介
AD590是美国ANALOGDEVICES公司的单片集成两端感温电流源。
其主要特性如下：
（1）流过器件的电流（μA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数：
Ir/T=1式中，Ir—流过器件（AD590）的电流，单位为μA；T—热力学温度，单位为K；
（2）AD590的测温范围为-55℃~+150℃；
（3）AD590的电源电压范围为4～30V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；
（4）输出电阻为710mΩ；
（5）精度高，AD590在-55℃~+150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。
2.5ADC0801简介
ADC0801是逐次逼近式8位MOS型AD转换器。
3系统结构图
温度系统的总体结构框图如图3-1所示。
主要包括温度采集、实时温度显示、报警指示、输入键盘，系统核心采用AT89C51单片机作为微处理器。
实时显示温度采集
单片机报警指示键盘输入
图3-1系统总体原理框图温度采集部分将数据传入单片机进行数据处理，然后送到实时显示部分显℃。
示。
实时显示部分可以显示通过键盘输入的设置温度，默认设置温度为20将所测温度与设置的温度进行比较后报警。
系统设计4）））））））．
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4.1硬件设计
4.1.1电源设计
测温电路需要+12V、-12V电源，单片机系统和显示电路需要+5V电源，将220V交流电压变压整流后经三端稳压器LM7805、LM7812、LM7912分别输出+5V、+12V、-12V电压。
图4-1
4.1.2最小系统
本设计采用AT89C51单片机，采取上电自动复位和手动复位两种复位方式。
连接电路图如图4-2。
）））））））．
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4-2
图
键盘设计4.1.3口，和P33以中断方式输入，设置温度值采用两个按键，分别接单片机的P32一个按键控制数值递增，另一个控制递减。
）））））））．
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4-3
图
LED
显示4.1.4显示分为两部分，分别显示两位测得温度值和两位设置的温度值，为减少对口的占用，采用扫描显示方式，将四个数码管并联，数据口接单片机IO单片机口的低四位。
P1P2口，控制端接
）））））））．
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4-4
图
4.1.5输入部分℃时为电流输出元件，在0测温电路首先应将电流转换成电压。
由于AD590:
增加1uA。
输出的电压变化为I输出的电流I=273uA，温度T每增加1℃，Δv=1uA×R2
52KR2采用了设计中5伏，可解得R2<62.5K，系统要求电压变化范围在0—的电阻。
摄氏度时，要求输出电压尽量接近于0V，-10当温度为R2=0U0=（It-Vcc/R1）×R1=56.356k,由上述公式，得R1约为本设计中取）））））））．
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4-5
图转换器，其转换电路如下图，数据型AD是逐次逼近式8位MOSADC0801，转换结束状态信号接P30脚接P37，WRP36，脚接口，总线接单片机的P0RD用查询方式转换。
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4-6
图4.2软件设计4.2.1主程序，4-2-20的中断服务程序流程框图见图，主程序流程框图如图4-2-1外部中断。
的中断服务程序见图外部中断14-2-3）））））））．
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开始设置中断
开始ADC0801
初始化键扫描及处理调计算子程序调计算子程序
开始调显示子程序调显示子程序保护现场调比较子程序调比较子程序读取数据否否中断查询设置完成是0.5数据乘调中断服务程恢复现恢复现结束中断返中断返回
服外部中断1图4-2-3外部中断4-2-1图主程序流程图图4-2-20服务程序流程图
务程序流程图模块化设计程序4.2.2#include
eg51.h
#includeintrins.h
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitds=P1^0;
sbitdula=P2^6;
sbitwela=P2^7;
ucharflag;
uinttemp;
）））））））．
——）））
ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
ucharcodetable1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,
0x87,0xff,0xef};
voidTempDelay（ucharus）
{
while（us--）;
}
voiddelay（uintcount）
{
uinti;
while（count）
{
i=200;
while（i>0）
i--;
count--;
}
}
voidinit_com（）
{TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
TR1=1;
SM0=0;
）））））））．
——）））
SM1=1;
//REN=1;
PCON=0;
//SMOD=0;
//EA=1;
//ES=1;
}
voiddisplay（uinttemp）
{
ucharqian,bai,shi,ge;
qian=temp/1000;
bai=ttemp_x0010_00/100;
shi=temp_x0010_0/10;
ge=temp_x0010_0_x0010_;
dula=0;
P0=table1[qian];
dula=1;
dula=0;
P0=0xfe;
wela=1;
wela=0;
delay
（1）;
P0=table[bai];
dula=1;
dula=0;
）））））））．
——）））
wela=0;
P0=0xfd;
wela=1;
wela=0;
delay
（1）;
P0=table1[shi];
dula=1;
dula=0;
P0=0xfc;
wela=1;
wela=0;
delay
（1）;
P0=table[ge];
dula=1;
dula=0;
P0=0xfb;
wela=1;
wela=0;
delay
（1）;
}
5方案综合评价与分析
本设计采用集成温度传感器AD590测量温度,AD590具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。
将AD590测得的温度信号经转换电路转换为电压量输出,再经AD转换后,将数据送入单片机处理,最后由显示电路显示所测温度,此外还设有键盘,用来设置温度,将测得温度与设置温度比较后,由指示灯指示系统所处的工作状态。
同时借助protel99SE软件，绘制出系统原理图以及系统的元件封装图，充分利用所学知识进行软硬件设计，结合实际，最终形成简单的温度控制系统。
该温度控制系统结构，通过单片机和简单的模拟电路实现对温度的控制和显示，可以应用到生产和生活等对温度控制要求较低的场合。
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