【正文】 圖 AD590 外封裝及電路符號(hào) AD590 是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片機(jī)集成兩端感溫電流源。 空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì) 7 KATI /1?? ?I?T4T3T2T1URE4URE3T4T3T4T3URE?RIn nRUI RE /))(/(1 ??RL AD590 的主要特性 流過(guò)器件的電流（ μA）等于器件所 處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）度數(shù)，即公式（ ）： （ ） 式中 是流過(guò)器件（ AD590）的電流，單位為 μA； T 是熱力學(xué)溫度，單位為 K AD590 的測(cè)溫范圍為 55C0 ~ +150C0 AD590 的電源電壓范圍為 4V~ 4V~6V 范圍變化，電流 Iι變化 1μA，相當(dāng)于溫度變化 1K。 AD590 可以承受 44V正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 輸出電阻為 710MΩ 精度高。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M 五檔，其中 M 檔的精度最高 55C0 ~ +150C0 范圍內(nèi)，非線性誤差為 ? 。 AD590 的工作原理 在被測(cè)溫度一定時(shí)， AD590 相當(dāng)于一個(gè)恒流源，把它和 5V30V 的直流電源相連，并在輸出端串接一個(gè) 1KΩ的恒指電阻，那么，此電阻上流過(guò)的電流將和被測(cè)溫度成正比，此時(shí)地阿奴亮度將會(huì)有 1mV/K 的電壓信號(hào)。它是利用 PN 結(jié)特性集成的傳感器的感溫部分的核心電路。其中有兩只三極管 、 起恒流源的作用，可用于是左右兩支路的集電極電流 11和 12 相等；另兩只三極管 、 是感溫用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和和工藝完全相同，但 實(shí)質(zhì)上是由 n 個(gè)晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面積是 的 n 倍。 和 的發(fā)射結(jié)電壓 和 經(jīng)反極性串聯(lián)后加在電阻 R 上，所以 R 上端電壓為 。因此，電流 I 為（ ）： （ ） 對(duì)于 AD590， n = 8，這樣，電路的總電流將與熱力學(xué)溫度成正比，將此電流引至負(fù)載 電阻上便可得到與熱力學(xué)溫度 T 成正比的輸出電壓。由于利用了恒流特性，所以輸出信號(hào)不收電源電壓和導(dǎo)線電阻的影響。 空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì) 8 基本應(yīng)用電路 圖 是 AD590 用于測(cè)量熱力學(xué)溫度的基本電路。因?yàn)榱鬟^(guò) AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1 和電位器 R2 的電阻之和為 1KΩ時(shí)，輸出電壓 V0 隨溫度的變化為 1mV/K。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有誤差，因 此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整方法為：吧 AD590 放入冰水混合物中，調(diào)整電位 R2,使 VO=?；蛟谑覝叵拢?25C0 ）條件下調(diào)整電位器，使 V0=+25=（ mV）。但這樣調(diào)整只可保證在 0C0 或 25C0 附近有較高的精度。 圖 AD590 基本應(yīng)用電路 攝氏溫度測(cè)量電路 如圖 所示，電位器 R2用于調(diào)整零點(diǎn)， R1 用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。調(diào)整方法如下：在 0C0 調(diào)整 R2， 使輸出 V0=0，然后在 100C0 時(shí)調(diào)整 R1使V0=100mV。 如此反復(fù)調(diào)整多次，直到 0C0 時(shí)， V0=0mV， 100C0 時(shí) V0=100mV。最后在室溫下進(jìn)行校檢。例如，若室溫 25C0 ，那么 V0應(yīng)為 25mV。冰水混合物是 0C0 環(huán)境，沸水為 100C0 環(huán)境 。 要使圖 中的輸出為 200mV/ C0 ，可通過(guò)增大反饋電阻（圖中反饋電阻由R5 與電位器 R1 串聯(lián)而成）來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，測(cè)量華氏溫度（符號(hào)為 F? )時(shí)，因華氏溫度等于熱力學(xué)溫度減去 再乘以 9/5，故若要求輸出為 1mV/F? ,則調(diào)整反饋電阻約為 180kΩ，使得溫度為 0C0 時(shí)， V0=；溫度為 100C0 時(shí)，V0=。 空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì) 9 圖 用于測(cè)量攝氏溫度的電路 溫差測(cè)量電路及其應(yīng)用 圖 是利用兩個(gè) AD590 測(cè)量?jī)牲c(diǎn)溫度差的電路。在反饋電阻中為電阻為100kΩ的情況下，是 1 和 2 AD590 處的溫度為 t1（ C0 ） 和 t2（ C0 ），則輸出電壓為 100（ t1t2） mV/C0 。圖中電位器 R2 用于調(diào)零。電位器 R4 用于調(diào)整運(yùn)放 LF355的增益。 由基爾霍夫電流定律： I1+I2=I1+I3+I4 由運(yùn)算放大器的特性知： I3=0 Vλ ≈ 0調(diào)節(jié)零電位器 R2 使： I4=0 可得 I=I1I2 設(shè) ： R1 =90kΩ 則有： V0=I(R3+R4)=(I1I2)(R3+R4)=(t1t2)100mV/C0 其中 t1t2為溫差，單位為 C0 。改變 （ R3+R4） 的值尅改變 V0 的大小。 圖 測(cè)量亮點(diǎn)溫度差的電路 空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì) 10 AT89S51 單片機(jī) AT89S51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi) 4K bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，建通標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。他集 Flash 程序存儲(chǔ)器即可在線可編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片機(jī)芯片中， ATMEL 公司的功能很強(qiáng)大，低價(jià)位 AT89S51 單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 圖 AT89S51 單片機(jī)。 主要性能參數(shù) 與 MCS— 51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4K字節(jié)在 系統(tǒng)編程 (ISP)Flash閃存儲(chǔ)器 1000 次摩擦寫周期 — 的工作電壓范圍 全靜態(tài)工作模式： 0HZ— 33MHZ 三級(jí)程序加密鎖 128 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM32 個(gè)可編程 I/O 口線 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 全雙工串行 UART 通道 低功耗空閑和掉電模式 中斷可從空閑和掉電模式 中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng) 看門狗（ WDT） 及雙數(shù)據(jù)指針 掉電標(biāo)識(shí)和快 速編程特征 空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì) 11 功能特性概述 AT89S51 提供一下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) Flash 閃存存儲(chǔ)器， 128字節(jié)內(nèi)部RAM， 32 個(gè) I/O 口線，看門狗 (WDT),兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí) ,AT89S51 可降至 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支付兩種軟件可選的節(jié)點(diǎn)工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬 件復(fù)位。 主要引腳（ P0,P1,P2,P3）功能說(shuō)明 P0口 ： P0口是一組 8 位漏極開(kāi)路雙向 I/O 口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端口。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P1 口 ： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯電路。對(duì)端口寫“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻法端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸出口。作輸入口。作輸入口 使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 P2 口 ： P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。 Flash 編程 或校檢時(shí)， P2 亦接受高位地址和其它控制信號(hào)。 P3口 ： P3是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口。 P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。 P3口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是他的第二功能，如表 。 空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì) 12 表 P3口的第二功能表 端口引腳 第二功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） INT0 （ 外中斷 0） INT1 （外中斷 1） TO （定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1 （定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口還接受一些用于 Flash 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 光電耦合 MOC3040 光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器是一種單片機(jī)輸出與雙向可控制硅之間較理想的接口器件，它是有輸入和輸出兩部分組成，輸入部分為砷化鎵發(fā)光二極管，該二極管在 5mA15mA 正向電流作用下可發(fā)出足夠強(qiáng)度 的紅外線，出發(fā)輸出部分。輸出部分為硅光敏雙向可控硅，在紅外線作用下可雙向?qū)?。該器件為六引腳雙列直插式封裝。 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種“電 光 電”轉(zhuǎn)換器件。它是由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一封閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的一角為輸出端，常見(jiàn)的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見(jiàn)的有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘型、光電達(dá)林頓型、集成電路型。在光電耦合器內(nèi)部，由 于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。?2pF 以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過(guò)級(jí)間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。 光電耦合器可作為線性耦合器使用。在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過(guò)電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接受到得是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸入電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開(kāi)光狀態(tài)，傳輸脈沖信號(hào)。在輸入脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出