温度巡回检测仪

XX大学

《单片机原理及应用》课程设计说明书

学生XX：学号：

学院：机电工程学院

专业：电子信息工程技术

班级：10级电子一班

题目：8点温度巡回检测仪

指导教师：

2012 年6 月15 日

设计要求

1 温度传感器用AD590

2 显示用LED 4位动态显示器（-50℃～+125℃）

3 要求画出各部分程序的流程图，并写出程序清单

4 画出原理图

一. 根据设计题意，本设计系统方框图如下:

二.硬件设计

1.传感器AD590

AD590温度传感器是电流型温度传感器，通过对温度的测量可得到所需要的电流值。根据特性分挡，AD590的后缀以I，J，K，L，M表示。AD590L，AD590M

一般用于精密温度测量电路，它采用金属壳3脚封装，其中1脚为电源正端V ＋；2脚为电流输出端I0；3脚为管壳，一般不用。

1、流过器件的电流（A μ）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：K A 1T I T μ=式中：T I —— 流过器件（AD590）的电流，单位A μ。T ——热力学温度，单位K 。

2、 AD590的测温X 围-55℃～+150℃。

3、 AD590的电源电压X 围为4V-30V 。电源电压可在4V-6VX 围变化，电流

T I 变化1A μ，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损坏。

4、输出电阻为710M Ω。

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℃X 围内，非线形误差±0.3℃。

2.运算放大电路

放大电路图如图所示：

LM324是四运放集成电路。

AD590的输出电压I=(273+T)uA(T为摄氏温度)，因此测量的电压V为（273+T）uA*10K=2.73V+10TmV.为了将电压测量出来又必须输出电流I不分流，需使用电压跟随器，其输出电压V2等于输入电压V0；使用齐纳二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，其输出电压V1需调整至2.73V.

使其差动放大器其输出Vout为（100K/10K）*(V2-V1)=T/10，如果现在为摄氏25℃，输出电压为2.5V,输出电压接A/D转换器，那么A/D转换输出的数字量就和摄氏温度成线性关系。

输出电压Vout作为ADC0809模数转换的输入，ADC0809输出的数字量与单片机P0口相接。采用中断方式读取数据。

3. A/D转换器的选取

ADC0809是TI公司生产的8位逐次逼近式模数转

换器，包括一个8位的逼近型的ADC部分，并提供一

个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道

的设计提供了很大的方便。用它可直接将8个单端模拟

信号输入，分时进行A/D转换，在多点巡回监测、过程

控制等领域中使用非常广泛,所以本设计中选用该芯片

作为A/D转换电路的核心。ADC0809八位逐次逼近式

A/D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。

对于该八路通道输入信号，八位A/D转换器，其精度为

80.39%

2-=

输入为0~5V 时，分辨率为

8

50.019611

22Fs N

v ==-- 其中：

Fs

v

—A/D 转换器的满量程值

N —ADC 的二进制位数

量化误差为

8

50.0098(1)2

(1)2

22Fs

N

Q V

v

=

=

=-⨯-⨯

4. ADC0809与51单片机的接口

由于ADC0809无片内时钟，时钟信号有51单片机的ALE 信号经D 触发器二分频后获得。此外，由于ADC0809内部设有地址锁存器，所以通道地址由P0口的低3位直接与ADC0809的A B C 相连。通道基本地址为0000H~0007H 。 其对应关系如下表所示：

由于ADC0809无片内时钟，时钟信号时可由单片机的ALE 信号经D 触发器二分频后获得。ALE 引脚得脉冲频率是8051时钟频率的1/6.该题目中单片机时钟频率采用6MHz ，则ALE 输出的频率是1MHz ，二分频后为500Hz ，符合ADC0809对频率的要求。

由于ADC0809内部没有地址锁存器，所

以通道地址有P0口的低3位直接

与ADC0809的A,B,C相连。通道基本地址为

0000H~0007H。

控制信号：将P2.7作为片选信号，在启动

A/D转换时。由单片机的写信号和P2.7控制ADC的地址锁存和启动转换。由于ALE和START连在一起，因此ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换。

在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和P2.7引脚经或非门后，产生正脉冲作为OE信号用一打开三态输出锁存器。

ADC0809与51单片机的接口电路如图所示：

5.显示电路

.

显示电路用4位LED显示器，由于单片机P1口有驱动功能，则不需要驱动器去驱动LED,选电阻R=250欧姆作为限流电阻（段选码），在用7407反相器接P2口（位选码）。

显示与单片机接口电路如图所示：

6.电源电路：

因为本设计接入220V的交流电源，且电路各部及单片机的工作电压是+5V，故采用由W7805三端稳压电源的电源电路来实现提供+5V的稳压电压。由于ADC0809需要+5V的基准电压，用MC1403和一个同相集成放大电路实现。

+5V的稳压电压和+5V的基准电压电路如图所示：