基于MCS-51单片机的测温电路设计

摘要 ： 随着 电子技术的飞速发展 ， 以及社会经济发展 的需求 ， 很 多的电子产品都需要 用到温度检 测和控制 系统 。本 文对 基 于 ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单 片机的恒温 电路 的硬件和软件设计进行 了详 细的阐述。 其 内部 采用 Ａ ／ Ｄ转换器使 系统 电路结构能够操 作更加简便， 同时， 使其在进行 温度 测量时， 减少 了温度 测量时的精度损 失 ， 使其具有误差小 、 故障感应灵敏以及 高温预 警等系统功能， 以满足其在不同温度条件下进行正常的测量工作。 关键 词 ： ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单 片机 ； 测温； 电路 ； 设 计
大的数据处理功能 。 ＭＤ 转换器 （ 即 Ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ ｔ ｏ Ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ￣ ｅ ｒ ） ， 也 叫 做
２ ． ２ 硬 件设 计
我们设计 Ａ Ｄ５ ９ ０ 进行温度测量传感， 其输 出电流公式为：
Ｉ ｏ ｕ ｔ ＝ ＣＴ （ ２ ７ ３ ． １ ５ ＋ ｔ ）
１ ６ 进制 Ａ Ｄ Ｃ转换数据
３ １ ０ ０
模拟 电路对换算后的模拟量进行处理 ， 再由Ａ ＤＣ转换器处理 还原成数字量 ， 进而执行相关指令进行对部件 的驱动程序 。 需
要保 证 ＡＤ Ｃ转换器 的精确程度进而保证处理结果 的准确性 。 ＡＤ５ ９ ０是美 国模拟器 件公司设计 出来 的一种热敏器件 ， 被称 为两 端温度传 感器 。主要具有以下特 性：
差不超 ０ － ３ ℃。
温度 （ 摄氏度）
． ３ ９
３ ２１ ９
３ ５ ４ ３
． ２ ５
０
３ ８ ６ ５ ４ ０ ８ １ ４ ３ １ ２ ４ ５ ３ １
第二， 调节最大值不 能超过 调节值的 １ ． ２倍 ； 第三， 测量 出的温度误差要在 ０ ． ６ ￣ Ｃ以内， 以保持其精确性； 第 四， 需要操作方便 的多机通信和人机对 话。
器 四种机 型，是 当前社会工业建设过程 中广泛应用 的单 片机
系统。 该 ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机系统具有 ８ 位Ｃ Ｐ Ｕ附 １ ． ２ ＭＨｚ ～ １ ２ ＭＨｚ 范围频率 的振荡器 、 １ ２ ８ Ｋ Ｂ大 小的数据存储系统 、 ４ ＫＢ内存 的 程序存储系统 、 ４个 Ｕ Ｏ双面 并行接 口Ｐ ｏ 、 Ｐ ． 、 Ｐ 、 Ｐ ３ 以及双面全 功能 串行 Ｆ Ｏ接 口等特 点， 同时具有人机互动， 多机交流 的功 能 。该单片机配有单总线结构和单一＋ ５ Ｖ 电源 ，具有非常强
２ ０ １ ３年第 ｌ期
（ 总第 １ ２ ３期）
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲＭ ＡＴ１ ０Ｎ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ １ ０ＮＳ
２ ０１ ３
（ Ｓ ｕ ｍ ． Ｎ ｏ １ ２ ３ ）
基 于 ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机 的测温 电路设计
关永远 ， 于长兴
（ 绥化 学院 电气工程 学院， 黑龙 江 绥化 １ ５ ２ ０ ６ １ ）
中图分类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ６ ８ ． １ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ ． ０ ０ ６ ７ — ０ ２
１基 于 ＭＣ Ｓ ． ５ １ 单片机 的测 温 电路应 用 系统概 述
ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机是因特尔公司在 １ ９ ８ ０年根据 ＭＣ Ｓ ． ４ ８系 统改进突出的 ８位单片机，不仅 在运 行速度 方面有了明显的
量、 控制和保存温度及相 关数据 。其具体要求如下 ：
第 一， 需要保证在 ０ ￣ Ｃ～ ４ ５ ℃之间， 温度是连续并且可以调
节的；
提 高， 甚至超过 了 Ｚ ８ ０ Ｃ Ｐ Ｕ系统 ， 其指令系 统也有了很大的进
步。 目前，ＭＣ Ｓ 一 ５ １单片 机系 统是 单 片机 的基 本 系统 ，有 ４ Ｋ Ｂ Ｒ ＯＭ、 ４ ＫＢ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ、 ４ Ｋ Ｂ Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ ＯＭ 以及未装置程序 储存
其 中， Ｃ Ｔ为温度系数 ， ｔ 是温度单位摄 氏温度 。 同时， 应用 Ａ ＤＣ转换器为电压电容的引脚接 口。 其 中， 需要进行 ＡＤ ９ ７ ６与单 片机 ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 相连 接， Ａ Ｄ９ ７ ６ 需要将完成转换 的数据信 息上传 到数据 总线 上，不同的数据 信息通过相关 Ｕ Ｏ双面接 口 Ｐ 。 、 Ｐ ． 、 Ｐ ： 、 Ｐ 以分别进行数据 的传 输 。当 Ｃ Ｓ等接 口为低 电平时，ＡＤ９ ７ ６的 Ｂ Ｕ Ｓ Ｙ端 电平会 变 成高 电平， 此 时表 明数据 转换完成。
（ １ ） 两端温度传感器 的固定输 出电阻值是 ７ ０ ０ ＭＷ；
（ ２ ） Ａ Ｄ５ ９ ０的 测 温 范 围 是 一 ６ ０ ￣ Ｃ一 ＋ １ ６ ０ ℃；
（ ３ ） 两端温度传感器 的电源 电压在 ４ Ｖ 一 ３ ０ Ｖ之间 ， 其 器件 在承 受 ４ ０ Ｖ 或者 ２ ５ Ｖ 的正反电压都不会 出现 意外失灵状况； （ ４ ） 两端温度传感器 中流过的 电流值等于开尔文度数 ； （ ５ ） 具有五档精度 自动调节功能 。测量准确度高 ， 最 高误
ＡＤＣ ，是指模 拟信号通 过相 关的 电子器械 原件或者数据传感 器进 而转换 成为数 字信 号的 电路设备 。其具 体流程 是通 过 ＡＤ Ｃ转换器将需要转换的模拟信号换算为模拟量 ， 然后经过
３基 于 ＭＣ Ｓ ． ５ １ 单 片机 的测 温 电路软 件构 想
基于 ＭＣＳ 一 ５ １ 单片机 的测温 电路具有相关 的启动 白检模 块、 Ａ ／ Ｄ数据转换模块 、 Ｅ Ｐ Ｒ ＯＭ单 片机 型的操作模块、 数据输 出模块 以及高温预警模块和故障预警模块等 。 同时， 为了保证测量数据 的精准度 ， 需要我们采用分段方 式对测 量数值进 行线性分析， 具体 分段 方式 口 Ｊ 见表 １ 。 表 １分段测量参照表