基于某AD590的温度计设计
实验一 AD590数字温度计的设计与定标1
第五章 设计性实验
实验一 AD590数字温度计的设计与定标
【实验目的】
1、了解常用的集成温度传感器的基本原理和温度特性的测量方法。
2、掌握数字温度计的设计和调试技巧。
【实验仪器】
热学综合实验平台、加热井、AD590传感器、AD590数字温度计设计实验模板。
【实验原理】
1．电流型集成温度传感器
AD590是一种电流型集成电路温度传感器。
其输出电流大小与温度成正比。
它的线性度极好，AD590温度传感器的温度适用范围为-55～150℃，灵敏度为1μA/K 。
它具有高准确
图1-1
度、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。
AD590是一个二端器件，电路符号如图1-1所示。
AD590等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗>10MΩ，能大大减小因电源电压变动而产生的测温误差。
AD590的工作电压为+4～+30V ，测温范围是-55～150℃。
对应于热力学温度T ，每变化1K ，输出电流变化1μA 。
其输出电流I 0(μA)与热力学温度T （K ）严格成正比。
其电流灵敏度表达式为： ln8eR 3k T I （1-1） 式（1-1）中k 、e 分别为波尔兹曼常数和电子电量，R 是内部集成化电阻。
将k/e=0.0862mV/K,R=538Ω代入（1）中得到：
I =1.000uA/K T （1-2）。
基于AD590的温度测控系统设计
基于AD590的温度测控系统设计本文介绍了一种适用于实验室条件下实验、研究和二次开发的数字式温度测控装置。
该器件采用新型集成温度传感器AD590作为温度测量元件，并提供两个控制单元进行实验比较。
通过测量和控制恒温器中的温度，获得了令人满意的结果。
1.引言对于导弹武器和设备等大型系统，其性能往往受到外部环境和自身运行条件的影响。
其中，温度的影响往往起着非常重要的作用。
因此，温度检测和控制一直是许多研究者关注的焦点。
然而，一些温度测控装置精度低，温度控制不准确，一些新仪器成本高，难以推广。
特别要指出的是，过去开发的温度测控系统通常是一个独立的系统，一物一用，很难被其他系统采用，存在维护困难、维修不便等问题。
为此，作者根据目前流行的模块化设计原理，开发了一种适用于实验室条件下研发的高精度温度测控装置。
2.工作原理图l为WCZ-98型温度测控装置的电气原理图。
其工作原理为：以AD590为一桥臂的测温电桥采取到的温度信号，经差动放大并进行缓冲隔离后一路送至数显表进行数字化温度显示，另一路与设定值相比较。
比较出来的差值由开关K控制可选择送人两路调节控制器。
其中一路由比较放大器和继电器组成，以此为调节控制器可使该装置形成一个无需与计算机相连的独立的测控温设备;另一路由PID调节器(由A/D、D/A与装有PID调节软件的计算机构成)和可控硅组成。
从调节控制器出来的信号通过控温执行元件实现温度控制。
下面就其中几个部分的原理进行分析。
AD590是美国AD公司生产的专用集成温度传感器，属于电流输出型。
图2所示为AD590在三个不同温度下的电流一电压特性曲线。
在一定温度范围内，它相当于一个高阻电流源，其电流温度灵敏度为lμA/K。
它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声等的干扰。
此外，它还具有体积小、测温精度高、线性好和互换性强等特点，非常适用于远距离测控，同时也适用于本文所要求的模块化、分体式结构的特点。
其主要技术指标为：a.测温范围：一55.150℃;b.电流输出(标定系数)：lμA/K;c.电源电压：直流4—30V;d.线性度：在满量程范围内小于±0.5℃;e.重复性：±0.1℃;f.输出阻抗：约为10MQ;g.长期漂移：±0.1℃/月。
基于AD590的温室温度检测系统设计
目录一．AD590的简介 (6)1.1 AD590温度传感器的原理 (6)1.2 AD590主要技术参数 (6)二．系统设计原理与论证 (7)2.1温度控制总体框图 (7)2.2 总体方案设计 (7)2.3 各部分电路设计 (7)2.3.1温度信号调理电路设计 (7)2.3.2温度转换和单片机电路设计 (8)2.3.3单片机和显示电路设计 (9)2.3.4报警电路设计 (10)三．结论与体会 (11)四．参考文献 (12)五．完整电路图 (12)一．AD590简介1.1AD590温度传感器的原理温度传感器的原理如图1-1 所示图中I1是恒流源,TR1、TR2是三极管, 利用晶体三极管的PN结作为感温器件。
根据PN结的温度特性得到：可见，输出电压错误!未找到引用源。
和绝对温度T成正比。
1.2 AD590 主要技术参数：工作电压: 4～30V工作温度: - 55℃～150℃正向电压: + 44V反向电压: ) 20V灵敏度: 1uA/ K输出电阻: 710MΩ二．系统设计原理与论证2.1 温度控制总体框图图2-1 系统硬件结构框图该温度控制系统由温度传感器（AD590）、信号调理电路、温度转换和单片机显示报警部分，具体如图2-1所示。
2.2 总体方案设计采用单片机AT89C51为核心。
采用了温度传感器AD590采集温度变化信号，A/D采样芯片ADC0808将其转换成数字信号并通过单片机处理后去控制温度，使其达到稳定。
使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示，并且通过软件编程能实现各种控制算法使系统还具有控制精度高的特点。
总体设计流程图：2.3 各部分电路的设计2.3.1 温度信号调理电路设计采用温度传感器AD590。
：AD590具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。
其测量范围在-50℃-- +150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃，其各方面特性都满足此系统的设计要求。
基于AD590温度检测的温度传感器设计
基于AD590温度检测的温度传感器设计摘要：为了对温度数据进行采集，设计了一种基于AD590温度检测的温度传感器，实际测试表明，该传感器采集精度高，采样实时性强，可靠运用于某检测设备的温度数据采集。
关键词：温度检测；采集；传感器；AD5900引言AD590温度传感器的应用范围很广，它不仅广泛应用于日常生活中，而且也大量应用于自动化和过程检测控制系统。
测温范围为-55℃～+150℃，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，为了能实现某检测设备采集温度数据，本文提出了利用AD590温度检测的温度传感器设计。
基于以上要求，本文主要研究了怎样通过AD590设计温度传感器。
主要包括硬件设计、外形结构设计、软件的实现及测试。
1硬件设计1.1 调零电路在设计测温电路时，首先应将AD590电流转换成电压，由于AD590为电流输出元件，输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，它的温度每升高1K，电流就增加1μA。
为转换成电压，当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV，就转换成电压UR4为（2.73+T）×0.01V（T温度，摄氏度），采用电压跟随器形式输出V1（V1=UR4），以增加信号的输入阻抗。
当单电源工作时，为避免输出产生负电压，其参考电压VREF取为2.53V,该电压决定输出零点，通过调整电位器RP1，来调整零点，考虑供电电压不稳，采用TL431稳定参考电压。
图1 调零电路图1.2测温电路为了调节放大系数，同时有助于消除R7、R8、R9阻值与传感器输出精度带来的误差，在电路中增加了电阻器RP2，如图2。
根据电路得计算公式Vo=（V1-VREF）×[（R7+R8+R9+RP2）/（R8+RP2）]，理论上Vo=3（V1- VREF），取VREF为2.53V，得温度测量值为：T=Vo/0.03-20 （℃）。
基于AD590测温电路的设计与分析
基于AD590测温电路的设计与分析1306XXX班XXX 11306XXXXX(哈尔滨工业大学电气学院)摘要：AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型双端子温度传感器。
本文利用集成运放的线性特点与AD590良好的线性特性与互换性测温电路，并用Multisim进行仿真分析。
关键词：；集成运放；测温；Multisim；AD5900 引言集成温度传感器实际上是一种半导体集成电路，具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，因此得到广泛应用。
本文根据电流电压转换原理利用AD590设计温度测量电路。
1 设计要求（1）测量温度范围内0℃~30℃，输出电压上限5V。
（2）电阻用标称值。
（3）给出所选运放型号和管脚图。
（4）AD590管脚图。
（5）对部分或全部电路仿真。
2 方案提出2.1 AD590 简介集成温度传感器AD590是一种电流型双端子元件，有“+”，“-”两个有效引脚，给这两个引脚提供电压后，其通过的电流与AD590的温度呈正比，这里AD590的输出电流273(︒+=。
AD590管脚图如图1所示。
Iμ)tAC图1 AD590管脚图2.2 电路设计本实验所设计的电路由三部分构成，电路原理图如图2所示。
第一部分是直流偏置电路，以使0℃时电路的输出量为0；第二部分是含有AD590的支路；第三部分是线性放大电路。
试验中第一级放大电路的输出变化量为10mV/℃，第二级放大电路的输出变化量100mV/℃。
AR'D Z R 1R WR 2R f1I1I f∞I V15-+15V5.1VU OA D 590图2 测温电路原理图实验中采用的运算放大器为uA741，其管脚图如下图所示。
图3 uA741管脚图3 分析过程为保护稳压管加保护电阻1R ，此电路选择1R 的阻值为5kΩ。
又因)(21R R I U w z +⋅=，则12I U R R zw =+，要使A I μ2731=，则Ω=+k R R w 68.182。
AD590温度采集系统设计
（基于A D590温度采集系统设计）课程设计说明书一、设计内容及要求利用温度传感器AD590采集温度信号，并调理放大采集到的电压信号，用ADC0809进行电压转换，实现温度采集，并将采集温度显示出来。
二、设计原始资料单片机原理及应用教程范立南2006年1月单片机原理及应用教程刘瑞新2003年07月三、设计完成后提交的文件和图表1．计算说明书部分1）方案论证报告打印版或手写版2）程序流程图3）具体程序2．图纸部分：具体电路原理图打印版四、进程安排教学内容学时地点资料查阅与学习讨论1天单片机实验室分散设计5天单片机实验室编写报告3天单片机实验室成果验收1天单片机实验室五、主要参考资料《电子设计自动化技术基础》马建国、孟宪元编清华大学出版2004年4月《实用电子系统设计基础》姜威 2008年1月《单片机系统的PROTEUS设计与仿真》张靖武 2007年4月指导老师成绩答辩小组成绩总成绩摘要本文介绍了基于AD590与89c51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：AT89C51、DS1302、LCD12864、PROTEUS目录第一章系统方案 (6)1 系统的设计任务 (6)2 设计方案 (6)3 软硬件开发环境 (6)第二章理论分析与计算 (7)第三章电路与程序设计 (8)2.硬件设计 (9)2.1 单片机主电路设计 (9)2.2 测量、转换电路设计 (9)2.3 显示电路设计 (11)3.软件设计 (13)3.1 主程序设计 (13)3.2 模块程序设计 (15)4.系统程序 (16)第四章结果分析 (21)1.调试内容及问题解决 (21)2.整体调试 (21)第五章课程设计总结 (22)参考文献 (23)第一章 系统方案1 系统的设计任务设计单片机主电路、数据采集接口电路、LED 显示电路、时钟信号控制电路，能够实现对1路电压值进行测量，能够显示当前实际的温度值，温度值精度小数点后1位，可以通过ADC0809模数转换芯片将采集的模拟信号转换为数字信号并在LED 显示屏显示出来。
基于单片机的AD590的温测控系统设计_毕业设计
基于单片机的AD590的温测控系统设计引言我们的地球被一层大气包围着，其中氧气占21％，78％是氮气，1％是其它气体。
这1％气体当中，就有只有一小部分为二氧化碳气体，约为300ppm （百万分之一，即0.03％）。
虽然含量较少，但是二氧化碳的作用缺越来越受到高度的重视。
大气二氧化碳持续增加，从而对整个地球的气候产生重大影响，让人们对二氧化碳这一微量气体有了新的认识。
另一方面，做为植物光和作用的原料气体，二氧化碳的应用技术水平对农业大国来说也是至关重要。
在办公室的公共场合，二氧化碳测量也十分必须。
二氧化碳在空气中的含量越高，对人体的影响就越大，当二氧化碳含量高出0.7％时，人体就会感到不舒服，当二氧化碳含量超过10％时，人体就会出现昏迷和死亡。
达到20％，人就会在几秒内死亡。
因此在人群比较密集的地方，二氧化碳含量是一个非常重要的参数，直接关系到人体舒适度和安全。
当代电子技术飞速发展，大规模集成电路不断普及应用，给人们的生活带来巨大的变化。
同时人们对于自己的生活质量要求也不断提高。
如何根据实际需求设计二氧化碳浓度测量系统就成为一个具有现实意义的课题。
传感技术应用的领域越来越广泛，同时对其的要求也越来越高，需求越来越迫切。
二氧化碳传感器的技术研究也越来越成熟，产品的性能也越来越高。
同时，语音芯片应用不断普及，语音芯片产品的发展也十分迅速，新型号的语音芯片的功能更加强大。
这使得设计一个二氧化碳浓度测量系统在技术层面上的难度逐渐降低。
本文中设计的系统，正是针对人群密集公共场所对二氧化碳浓度测量需求而设计。
该系统能够对公共场合的二氧化碳浓度进行测量，并且能将测得浓度显示和语音播报，当浓度过高时还可以向办公室等公共场所的人员进行报警提示，使得能及时提醒人员通风以降低二氧化碳浓度。
公共场所二氧化碳浓度播报器围绕AT89S52来作为核心控制元件设计整个系统，通过外围电路的设计，利用液晶和语音芯片实现对二氧化碳浓度的现实以及播报。
基于AD590的温度计的设计
题目基于AD590的温度计的设计院系专业学生姓名学号指导教师职称二Ｏ年月日目录0 引言 (1)1 系统设计方案选择 (1)1.1 系统总体方案设计 (1)1.2 温度计的基本组成 (2)2 信号采集部分设计 (2)2.1 AD590简介 (2)2.1.1 晶体管PN结的温度特性 (3)2.1.2 温度传感器的原理 (3)2.1.3 AD590集成温度传感器 (4)2.1.4 主要参数与特点 (5)2.2 集成运放器 (5)2.2.1 芯片OPA37简介 (5)2.2.2 芯片OPA37的应用 (5)2.3信号采集电路的设计 (7)3 数字显示部分 (9)3.1 A/D转换器 (9)3.1.1 A/D转换器的概述 (9)3.1.2 芯片MC14433简介 (9)3.1.3 MC14433的原理 (9)3.1.4 MC14433的引脚功能 (10)3.1.5 芯片MC14433应用 (11)3.2 低压基准芯片MC1403 (11)3.3 集成稳压器 (12)3.4 显示译码器CD4511 (12)3.4.1 CD4511的逻辑图 (13)3.5 七路达林顿晶体管反向驱动MC1413(ULN2003) (14)3.6 LED显示 (15)3.6.1 LED数码显示器简介 (15)3.6.2 LED数码显示器的结构 (15)3.6.3 LED数码显示器的两种连接方法 (15)3.6.4 数码管SM420564 (15)3．7 数字显示部分的设计 (15)4 系统硬件的设计与仿真 (17)4.1 整体电路的设计 (17)4.2 温度计的电源设计 (18)4.3 温度计仿真 (18)4.3.1 仿真软件Proteus的简介 (18)4.3.2 测量模块的仿真 (18)4.3.3 显示模块的仿真 (20)5 系统标定与调试 (25)5.1图系统标定与校正 (25)5.2电路的实物 (27)5.3电源的实物图 (25)5.4 调试与结果分析 (27)6 总结 (28)基于AD590的温度计的设计摘要：设计了一种基于温度传感器AD590的温度计。
基于单片机的AD590温度自动检测仪表设计
自动检测技术（课程设计报告）基于单片机的温度自动检测仪表设计1、设计要求自动完成温度测量，温度测量范围通过键盘设定（如10℃—60℃），检测精度为+0.5。
C。
要求将AD590采集的模拟信号转化为数字信号，传输到单片机，用三位共阴极LED显示结果，小数点后保留一位。
超上下线限要报警。
2、系统的硬件设计（1）系统总体方案设计及系统组成框图总体的设计思路是分为测量电路部分和数字显示部分两部分分别进行设计。
测量电路是对信号的采集与放大，即温度的采集放大部分。
测量电路的设计要求是电路能具有良好的稳定性和测量精度，以及实现摄氏温度测量。
数字显示部分又可分为A/D转换与译码显示。
故采用AD590+放大器+A/D转换器（ADC0809）+AT89C51+LED显示器组合出温度计。
系统框图如下图：（2）单片机单片机选型MCS-51系列单片机主要包括基本型产品8031/8051/8751(对应的低功耗型80C31/80C51/87C51和增强型产品8032/8052/8752。
虽然他们是8位的单片机，但是具有品种全、兼容性强性能价格比高等特点且软硬件应用设计资料丰富齐全，已为我国广大工程技术人员所熟悉和掌握。
在20世纪80年代和90年代，MCS-51系列单片机是在我国应用最为广泛的单片机机型之一。
中央微处理器 AT89C51： AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
基于AD590的数显温度计设计
本 科 毕 业 设 计 论 文
题 目 基于 AD590 的数显温度计设计 系 别 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导老师 电气与信息工程系 电气工程及其自动化
1.2 论文的主要工作和难点
本论文设计了一套基于AD590的A\D转换电子电路，并测量温度，显示读数。 主要工作如下： （1） 学习理解A\D转换器的原理及应用； （2） 查阅AD590的相关资料，了解工作原理； （3） 理解信号调理电路，分析每部分工作原理及调试； （4） 设计系统硬件电路； （5） 系统调试。 工作难点： 对于信号调理电路每部分的调试，误差的计算，由于本人能力有限，不能完 全避免。由于时间紧迫，温度线性部分很难做到尽善尽美，测温精度一时很 难得到很大的提高。例如温度线性，和温度变化的测量都不院本科生毕业设计（论文）
IV
目 录
目 录
1 绪 论............................................................ 1 1.1 数显温度计的研究现状 .................................... 1 1.1.1 国外研究现况.......................................... 1 1.1.2 国内研究状况.......................................... 1 1.2 论文的主要工作和难点 .................................... 2 2 温度传感器及运算放大器........................................... 3 2.1 AD590 简介.................................................. 3 2.1.1 AD590 主要特性 ........................................ 4 2.1.2 温度传感器的原理...................................... 4 2.1.3 AD590 集成温度传感器 .................................. 5 2.1.4 主要参数与特点........................................ 6 2.1.5 晶体管 PN 结的温度特性 ................................. 6 2.2 运算放大器 ................................................. 6 2.2.1 运算放大器简介........................................ 7 2.2.2 运算放大器使用说明.................................... 8 2.3 本章小结 .................................................. 11 3 温度控制系统设计................................................ 13 3.1 信号调理电路 .............................................. 13 3.2 双积分型 A/D 转换电路 ...................................... 14 3.3 数字电压表及显示电路 ...................................... 16 3.4 本章小结 .................................................. 18 4 系统的测试与分析................................................ 19 4.1 数字温度计的调试方法 ...................................... 19 4.2 数据与结果分析 ............................................ 19 4.3 本章小结 .................................................. 21 结论与展望........................................................ 23 致 谢............................................................. 25 参考文献.......................................................... 27 附 录 1........................................................... 29 外文翻译.......................................................... 31
基于某AD590的温度计设计
东 北 石 油 大 学课 程 设 计2014年7 月 8日课 程单片机课程设计 题 目 基于AD590的温度及设计院 系 电气信息工程学院测控系 专业班级 测控11-1 学生姓名 申哲宁 学生学号 110601240118指导教师 陆敬祎 张岩东北石油大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目基于AD590的温度及设计专业测控技术与仪器姓名申哲宁学号110601240118 一、任务设计一款基于AD590温度传感器，采用A/D转换器设计的温度监测系统。
二、设计要求[1] 使用AD590将温度信号转换成模拟信号，再由0809转换成数字信号显示；[2] 在Proteus环境下仿真课程设计内容，实现对温度计模拟现实温度；[3] 提交规范的课程设计报告；[4] 提交该课程设计的电路图和源程序；三、参考资料[1］范立南.单片机原理及应用教程[M].2006.1.[2] 刘瑞新.单片机原理及应用教程[M].2003.7.[3] 马建国、孟宪元.电子设计自动化技术基础[M].清华大学出版.2006.1.[4] 姜威.实用电子系统设计基础[M].2008.1.[5] 张靖武.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].2007.4.[6] 赵海雁.《AD590温度传感器》.测试技术学报.1997.11.[7] 刘燕,兰志强. 《AD590集成电路温度传感器的特性测量与应用》.中国仪器仪表,2005.6.[8] 张新安.《用AD590制作高精度数字温度计》.实用电子制作，2007.8.完成期限2014.6.30 至2014.7.9指导教师陆敬祎张岩专业负责人曹广华2014年6月30 日目录第1章绪论 (3)1.1 温度传感器AD590概述 (3)1.2 温度计技术状况 (3)1.3 本设计任务 (3)第2 章总体方案论证 (4)2.1 温度采集模块 (4)2.2 A/D转换模块 (6)2.3 温度值显示模块 (7)第3章系统硬件设计 (8)3.1 温度测量采集及加热电路模块 (8)3.2并行A/D(模数)转换模块 (9)3.3 标度转换的算法 (9)3.4 数码管动态显示模块 (10)第4章系统软件设计 (11)4.1 驱动程序流程图 (11)第5章系统调试与仿真结果 (13)5.1 系统调试 (13)结论 (15)参考文献 (16)附录1 程序 (17)第1章绪论温度测量领域的新技术不断涌现，主要表现在以下两方面：(1)温度传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向发展；(2)在温度测量系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿等项新技术。
基于AD590的温度控制电路
基于AD590的温度控制电路设计背景:冬天到了,饭菜冷的很快。
为此设计一个保温装置，使饭菜的温度能够保持在50度附近。
装置的电路图如下：由于AD590为电流输出元件，它的温度每升高1K ，电流就增加1μA 。
当AD590的电流通过一个 10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV ，即转换成10mV ／K ，为了使此电阻精确，本电路采 用一个R2=9．6kΩ的电阻与一个R1=1kΩ电位器串联，然后只需通过调节电位器就可以精确获得 10k Ω的电阻。
运算放大器A1构成一个电压跟随器，输出V o1=I*(R1+R2’);运算放大器A2构成一个比例放大器，调节R3的值可以使输出V o2=2.73V;这样就构成一个把绝对温标转换成摄氏温标的电路，即（V o1-Vo2）就对应为10mV/℃。
（当Vo1-Vo2=0时，对应的温度为0℃）在经过一个运算放大器A3之后，由于)21(101003Vo Vo KK Vo -=，就对应为100mV/℃。
当需要保温在50℃时，只需调节变阻器R4的阻值，使V4的电压为50*100 mV=5V ，输入到迟滞 比较器A4的＋端，把Vo3输入到A4的－端。
此时使A4输出端跳变的电压V o3为：410000104*10000100100003V V V Vo oH ≈++=+410000104*10000100100003V V V Vo oL ≈++=- 采用迟滞比较器原因是因为迟滞比较器可以在一定程度上减少干扰，防止由于电压不稳定而使继电 器出现反复跳变，而易于损坏。
这样就构成一了个可以实现保温效果的装置。
同时，当需要改变设定的温度T 时，只需调节R4的阻值， 使V4的电压为(T*0.1)V 即可。
设计完毕。
AD590数字温度计
简易数字温度计的设计与制作1.功能介绍：本文采用AT89C51单片机和温度传感器AD590从硬件和软件两方面介绍了一款简易数字温度计的设计过程，并对硬件原理图和程序流程图作了简洁的描述。
2.系统功能原理及硬件组成：该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理的数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共４位七段码LED显示器上。
系统以AT89C51单片机为控制核心，加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成。
系统组成框图如图1所示。
图1 系统组成框图2.1 AT89C51单片机Atmel公司的生产的AT89C51单片机是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机，内部除CPU外，还包括128字节RAM，4个8位并行I/O口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，片内集成4K字节可改变程序Flash存储器，具有低功耗，速度快，程序擦写方便等优点，完全满足本系统设计需要。
单片机P0口作为ADC0804转换数据的输入端，P2.0接ADC0804的INTR端检测数据转换是否结束。
P1.0～P1.3的输出信号接到译码器7447上作为数码管的显示，P1.4～P1.7则作为４个数码管的位选信号控制。
P3口有特殊的功能，P3. 6用于控制ADC0804的启动，P3.7用于控制读取ADC0804的转换结果。
2.2 AD590温度传感器AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。
AD590测温范围为－55℃～＋150℃，满足人们日常生产和生活中的温度范围。
AD590电源电压可在4V～6V范围变化，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
AD590产生的电流与绝对温度成正比，它有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1μA。
基于AD590温度计
前言进入21世纪后，特别在我国加入WTO后，国内产品面临巨大挑战。
各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。
例如纺织行业，温湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。
制药行业里也基本如此。
而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。
值得一提的是，随着农业向产业化发展，许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式，采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战，并打进国外市场。
各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植反季节蔬菜，花卉；养殖业对环境的测控也日感迫切；调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。
我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座，自动化程度较高，成本也高。
国内正在逐步消化吸收有关技术，一般先搞调温、调光照，控通风；第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。
此外，国家粮食储备工程的大量兴建，对温湿度测控技术提也提出了要求。
温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。
温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。
温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。
从17世纪初人们开始利用温度进行测量。
在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。
与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。
温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。
一般测量精度较高。
在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。
但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。
它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。
基于ad590温控器的设计
2各关键点电压的测量：分别测量各关键点的电压值，检查电路工作 是否基本正确。实际测得，U0=2.81V，U1=2.63V,Uout=3.8V，温度 改变， U0变化，但是输出不变。分析后发现，原来最后一个放大器 U2D的反馈电阻接到了+端，所以导致输出电压值恒定不变，于是将 电阻重新焊接。
3 调节调零电压：调零电压的调节是通过改变 1K的滑动变阻器 R7的 阻值来实现的。 4 调节放大倍数：调节放大倍数是通过改变 5K 的滑动变阻器 R8 的阻 值来实现的，分析得知，放大5倍较为合适。
分析发现，温度变化1摄氏度，输出电压对应变化0.05V。
实验注意事项
1电路板的检查： 检查电路板的焊接是否正确，有无虚焊、错焊以 及漏焊，各电阻的阻值是否正确，集成运放 LM324 的管教是否连接 正确，以及AD590和1N4728的连接是否有误。在该次调试中，发现 有一电阻接错，后仔细对照图纸检查，重新焊接正确。
实验内容与步骤
1方案设计: 正确选择实验方法，进行参数估算，选择实验仪器，给 出电路图，拟定实施方法和操作步骤，考虑数据处理方法等。
试验流程图
AD590工作在5V的电源下，产生273~ 373μA（0 ~ 100摄氏度）的 电流，经过R1的分压过后，转换为 2.73~3.73V的电压，经过一个由 LM324 构成的跟随器后，送至三运放放大电路的一端（设这个电压 为U0）。稳压管 1N4728可以将 5V的电源稳压成为 3.3V，再经 1K的 滑动变阻器 R7分压后，产生 2.73V的电压（ U1），送至三运放放大 电路的另一输入端。可以通过调节5K的滑动变阻器R8 的阻值，来调 节放大倍数。经过该三运放，实现了电压的相减和调节。
具体电路图如下所示：
2仪器调ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：万用表，DH1718-5型双路跟踪稳压稳流电源， 3数据测量：测量AD590在不同温度下输出的电流电压值。
基于AD590的数字式温度计开题报告
[7] (美)纳尔逊（Neslon,V.P.）等著.数字逻辑电路分析与设计.北京：清华大学出版社，1997
[8]Zhao Yongzhong etc. ZWB-2 intelligent multimeter, Intelligent Processing Systems, 1997. ICIPS '97. 1997 IEEE International Conference ,1997,2:1470-1472.
指导教师意见及建议
签字：年月日
课题答辩组意见及建议
组长签字：年月日
系主任意见
签字：年月日
运城学院
毕业设计任务书
设计题目
语音温度计系统设计
学生姓名
系别
计算机科学与技术系
专业
班级
具体设计要求：
本毕业设计是关于单片机语音温度计系统的设计，学生在为期八周左右的毕业设计期间，应注重理论与实践相结合，运用所学的专业理论知识去独立分析和解决实际问题，全面熟悉和掌握单片机语音温度计系统的设计的内容、操作程序、方法和技能等。
6.完成系统设计的理论说明及得到的结论。
完成期限：
发题日期：年月日
完成日期：年月日
学生签字：
指导教师签字：
教研室主任意见：
签字：年月日
系主任意见：
签字：年月日
注：此表前三项由指导教师填写后交教研室主任、系主任签署意见；任务书一经下达，原则上不得变更。
论文（设计）拟定提纲
一、设计方案比较
二、AD590的原理及应用
三、ICL7107的原理及应用
四、系统电路设计
五、结论
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东 北 石 油 大 学课 程 设 计2014年7 月 8日课 程单片机课程设计 题 目 基于AD590的温度及设计院 系 电气信息工程学院测控系 专业班级 测控11-1 学生姓名 申哲宁 学生学号 110601240118指导教师 陆敬祎 张岩东北石油大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目基于AD590的温度及设计专业测控技术与仪器申哲宁学号8一、任务设计一款基于AD590温度传感器，采用A/D转换器设计的温度监测系统。
二、设计要求[1] 使用AD590将温度信号转换成模拟信号，再由0809转换成数字信号显示；[2] 在Proteus环境下仿真课程设计容，实现对温度计模拟现实温度；[3] 提交规的课程设计报告；[4] 提交该课程设计的电路图和源程序；三、参考资料[1］立南.单片机原理及应用教程[M].2006.1.[2] 瑞新.单片机原理及应用教程[M].2003.7.[3] 马建国、孟宪元.电子设计自动化技术基础[M].清华大学出版.2006.1.[4] 威.实用电子系统设计基础[M].2008.1.[5] 靖武.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].2007.4.[6] 海雁.《AD590温度传感器》.测试技术学报.1997.11.[7] 燕,兰志强. 《AD590集成电路温度传感器的特性测量与应用》.中国仪器仪表,2005.6.[8] 新安.《用AD590制作高精度数字温度计》.实用电子制作，2007.8.完成期限2014.6.30 至2014.7.9指导教师陆敬祎岩专业负责人广华2014年6月30 日目录第1章绪论 (3)1.1 温度传感器AD590概述 (3)1.2 温度计技术状况 (3)1.3 本设计任务 (3)第2 章总体方案论证 (4)2.1 温度采集模块 (4)2.2 A/D转换模块 (6)2.3 温度值显示模块 (8)第3章系统硬件设计 (10)3.1 温度测量采集及加热电路模块 (10)3.2并行A/D(模数)转换模块 (11)3.3 标度转换的算法 (12)3.4 数码管动态显示模块 (12)第4章系统软件设计 (13)4.1 驱动程序流程图 (13)第5章系统调试与仿真结果 (15)5.1 系统调试 (15)结论 (17)参考文献 (18)附录1 程序 (19)第1章绪论温度测量领域的新技术不断涌现，主要表现在以下两方面：(1)温度传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向发展；(2)在温度测量系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿等项新技术。
我们常见的数字温度计一般使用集成温度传感器作为温度采集元件，集成温度传感器实际上是一种半导体传感器，用晶体管的PN结的端电压与温度的线性关系制成。
具有体积小，线性好、精度适中、灵敏度高、使用方便等优点。
本设计中用的AD590就是一种集成传感器。
1.1 温度传感器AD590概述AD590是AD公司设计生产的一款双端集成电路温度传感器，其输出电流与绝对温度成比例。
再4～30V电源电压围，该器件可充当一个高阻抗恒流调节器，，调节系数为1μA/K。
片薄膜电阻经过激光调整，可用于校准器件，使该器件在298.2K（25℃）时输出298.2μA电流。
1.2 温度计技术状况随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
1.3 本设计任务总体的设计思路是分为测量电路部分和数字显示部分两部分分别进行设计。
测量电路是对信号的采集与放大，即温度的采集放大部分。
测量电路的设计要电路能具有良好的稳定性和测量精度，以及实现摄氏温度测量。
数字显示部分又可分为A/D转换与译码显示。
故采用AD590+放大器+A/D转换器（ADC0809）+AT89C51+LED显示器组合出温度计。
第2 章总体方案论证本系统采用单片机AT89C51为LED显示屏的控制核心，系统主要包括LED 驱动模块、数据存储模块、PC机通信模块等。
下面对各模块的设计逐一进行论证比较。
2.1 温度采集模块将T-DETECT接到ADC0809的模拟信号输入端IN-0端口，然后用T-CON 控制电路加热与否，接高电平时开始加热。
不需要进行其他的控制。
2.1.1 AD590的介绍AD590是AD公司利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器.（热敏器件）AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。
它的主要特性如下：1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：mA/K式中：—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。
2、AD590的测温围为-55℃～+150℃。
3、AD590的电源电压围为4V～30V。
电源电压可在4V~6V围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。
AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
4、输出电阻为710MW。
5、精度高。
AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃围，非线性误差为±0.3℃。
AD590温度感测器是一种已经IC化的温度感测器,它会将温度转换为电流,在8051的各种课本中常看到它,相当常用到。
其规格如下：温度每增加1℃,它会增加1μA输出电流。
可量测围-55℃至150℃。
供应电压围+4V至30V。
AD590的输出电流值说明如下：其输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Io=(273+25)=298μA。
Vo的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为2.98V(10K×298μA)。
量测Vo时,不可分出任何电流,否则量测值会不准。
AD590的输出电流I=(273+T)μA(T为摄氏温度),因此量测的电压V为(273+T)μA ×10K= (2.73+T/100)V。
为了将电压量测出来又需使输出电流I不分流出来,我们使用电压追随器其输出电压V2等于输入电压V。
由于一般电源供应较多零件之后,电源是带杂讯的,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,再利用可变电阻分压,其输出电压V1需调整至2.73V。
接下来我们使用差动放大器其输出Vo为(100K/10K)×(V2-V1)=T/10V。
如果现在为摄氏28度,输出电压为2.8V。
图1 AD590的封装及其基本应用电路图2 AD590部电路原理图2.2 A/D转换模块ADC0809的三个I/O口分别为EOC、CLK和CS端口，其中CLK为时钟、CS为片选、EOC为转换结束状态信号。
其中，RD与WR分别与单片机的P3.6与P3.7口相连接，片选CS接地，CLK接500kHz的数字信号，因为本设计未采用中断模式，也未采用检测转换结束状态信号，所以EOC可不接。
本模块采用的方案是根据ADC0809的时序图，用单片机的P3.6和P3.7口分别控制ADC0809的RD与WR，使其在特定的时间不断置位与复位。
从而使ADC0809不断重复的转换数据，并输出给单片机。
以单片机的P0口接收数据，并存储到变量temp中。
2.2.1 ADC0809介绍（1）ADC0809的主要特点ADC0809模数转换器，ADC0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A/D转换芯片，片有模拟量通道选择开关及相应的通道锁存、译码电路，A/D转换后的数据由三态锁存器输出，由于片没有时钟需外接时钟信号。
芯片的引脚如图21-1,各引脚功能如下：IN0～IN7：八路模拟信号输入端。
ADD-A、ADD-B、ADD-C：三位地址码输入端。
CLOCK：外部时钟输入端。
CLOCK输入频率围在10～1280KHz，典型值为640KHz，此时A/D转图9 adc0809换时间为100us。
51单片机ALE直接或分频后可与CLOCK相连。
D0～D7：数字量输出端。
OE：A/D转换结果输出允许控制端。
当OE为高电平时，允许A/D转换结果从D0～D7端输出。
图21-1 ADC0809引脚ALE：地址锁存允许信号输入端。
八路模拟通道地址由A、B、C输入，在ALE信号有效时将该八路地址锁存。
START：启动A/D转换信号输入端。
当START端输入一个正脉冲时，将进行A/D转换。
EOC：A/D转换结束信号输出端。
当A/D转换结束后，EOC输出高电平。
Vref(+)、Vref(-)：正负基准电压输入端。
基准正电压的典型值为+5V。
（2）ADC0809芯片的工作原理ADC0809带有片系统时钟，该时钟与I／OCLOCK是独立工作的，无需特殊的速度或相位匹配。
当CS为高时，数据输D端处于高阻状态，此时I／O CLOCK不起作用。
这种CS控制作用允许在同时使用多片ADC0809时，共用I ／OcLOCK，以减少多路(片)A／D使用时的I／O控制端口。
一组通常的控制时序操作图如下：图3 TLC549的工作时序2.3 温度值显示模块本设计所用数码管为高电位有效的数码管。
如图，将数码管的控制位接到单片机的P3.0-P3.3中。
数据位接到单片机的P2口。
编写程序轮流给P3.0-P3.3置高电位，同时给P2口输送相应的段码。
达到数码管动态扫描的效果。
使其快速扫描，利用人的视觉暂留现象，和数码管的余晖，实现数码管的动态显示。
2.4 总体硬件组成框图图4 总体硬件组成框图第3章系统硬件设计温度采集系统由温度采集模块、A/D转换模块和温度值显示模块三大部分组成。
其中温度采集模块主要用AD590采集温度，并输出一个模拟电压信号，ADC0809接收到模拟信号后，进行A/D转换把模拟信号转换位数字信号，并行输出（一个时钟下降沿输出一次），单片机接到数据后存入累加器A，经过一定的转化，输入到七位数码管中，并动态扫描显示出来。
3.1 温度测量采集及加热电路模块图5是AD590的基本。
温度的变化引起电流I的变化，通过Rl和R2的分压可得到V O=1mv/K。
适当调整R2可校准输出U0的精度。
在Proteus中我用了滑动变阻器代替了AD590了。
图5 温度测量采集及加热电路原理图图6 用滑动变阻器代替输入模拟信号电路3.2并行A/D(模数)转换模块ADC0809的三个I/O口分别为EOC、CLK和CS端口，其中CLK为时钟、CS为片选、EOC为转换结束状态信号。
其中，RD与WR分别与单片机的P3.6与P3.7口相连接，片选CS接地，CLK接500kHz的数字信号，因为本设计未采用中断模式，也未采用检测转换结束状态信号，所以EOC可不接。