【正文】 在被測溫度一定時 AD590 相當于一個恒流源把它和 5～ 30V 的直流電源相連并在輸出端串接一個 1kΩ的恒值電阻那么此電阻上流過的電流將和被測溫度成正比此時電阻兩端將會有 1mV／ K 的電壓信號數(shù)字顯示溫度計的設(shè)計 AD590 具有線性優(yōu)良性能穩(wěn)定靈敏度高無需補償熱容量小抗干擾能力強可遠距離測溫且使用方便等優(yōu)點可廣泛應(yīng)用于各種冰箱空調(diào)器糧倉冰庫工業(yè)儀器配套和各種溫度的測量和控制等領(lǐng)域 下面給出用 AD590 構(gòu)成數(shù)字顯示溫度計的設(shè)計過程 在設(shè)計測溫電路時首先應(yīng)將電流轉(zhuǎn)換成電壓由于 AD590 為電流輸出元件它的溫度每升高 1K 電流就增加 1μ A 當 AD590 的電流通過一個 10kΩ的電阻時這個電阻上的壓降為 10mV 即轉(zhuǎn)換成 10mV／ K 為了使此電阻精確 0． 1％可用一個 9． 6kΩ的電阻與一個 1kΩ電位器串聯(lián)然后通過調(diào)節(jié)電位器來獲得精確的 10kΩ圖所示是一個電流／電壓和絕對／攝氏溫標的轉(zhuǎn)換電路其中運算放大器 A1 被接成電壓跟隨器形式以增加信號的輸入阻抗而運放 A2 的作用是把絕對溫標轉(zhuǎn)換成攝氏溫標給 A2 的 同相輸入端輸入一個恒定的電壓如 1． 235V 然后將此電壓放大到2． 73V 這樣 A1 與 A2 輸出端之間的電壓即為轉(zhuǎn)換成的攝氏溫標運放 A3 反相并放大５倍輸送給 AD 轉(zhuǎn)換器將 AD590 放入 0℃的冰水混合溶液中 A1 同相輸入端的電壓應(yīng)為 2． 73V 同樣使 A2 的輸出電壓也為 2． 73V 因此 A1與 A2 兩輸出端之間的電壓 273－ 273＝ 0V即對應(yīng)于 0℃ 741放大器為運算放大器中最常被使用的一種擁有反相向與非反相兩輸入端由輸入端輸入欲被放大的電流或電壓信號經(jīng)放大后由輸出端輸出放大器作動時的最大特點為需要一對同樣大小的正負電源其值由177。 Vdc 的電壓 741 運算放大器的接腳配置如圖 圖 741運算放大器使用時需于 74腳位供應(yīng)一對同等大小的正負電源電壓＋ Vcc與－ Vcc 一旦于 23 腳位即兩輸入端間有電壓差存在壓差即會被放大于輸出端唯Op 放大器具有一特色其輸出電壓值決不會大于正電源電壓＋ Vcc 或小于負電源電壓－ Vcc 輸入電壓差經(jīng)放大后若大于外接電源電壓＋ Vcc 至－ Vcc 之范圍其值會等于＋ Vcc 或－ Vcc 故一般運算放大器輸出電壓均具有如圖之特性曲線輸出電壓于到達＋ Vcc 和－ Vcc 后會呈現(xiàn)飽和現(xiàn)象 34 AD 轉(zhuǎn)換電路單元 ADC0804 芯片介紹 ADC0804 規(guī)格及引腳分配圖 本設(shè)計采用的 AD 芯片為 ADC0804 它是 CMOS 8 位單通道逐次漸近型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器其規(guī)格及引腳圖如圖 3 所示根據(jù)手冊我們可以得到各個引腳的大致功能如下 CS 芯片片選信號低電平有效即 CS 0 該芯片才能正常工作在外接多個ADC0804芯片時該信號可以作為選擇地址使用通過不同的地址信號使能不同的 ADC0804芯片從而可以實現(xiàn)多個 ADC 通道的分時復(fù)用 WR 啟動 ADC0804 進行 ADC 采樣該信號低電平有效即 WR 信號由高電平變成低電平時觸發(fā)一 次 ADC 轉(zhuǎn)換 RD 低電平有效即 RD 0 時可以通過數(shù)據(jù)端口 DB0～ DB7 讀出本次的采樣結(jié)果 UIN 和 UIN模擬電壓輸入端模擬電壓輸入接 UIN 端 UIN端接地雙邊輸入時UINUIN分別接模擬電壓信號的正端和負端當輸入的模擬電壓信號存在零點漂移電壓時可在 UIN接一等值的零點補償電壓變換時將自動從 UIN 中減去這一電壓 VREF2參考電壓接入引腳該引腳可外接電壓也可懸空若外界電壓則 ADC的參考電壓為該外界電壓的兩倍如不外接則 Vref 與 Vcc 共用電源電壓此時 ADC 的參考電壓即為電源電壓 Vcc 的值 CLKR 和 CLKIN 外接 RC 電路產(chǎn)生模數(shù)轉(zhuǎn)換器所需的時鐘信號時鐘頻率 CLK 111RC 一般要求頻率范圍 100KHz～ 128MHz AGND 和 DGND 分別接模擬地和數(shù)字地 INT 中斷請求信號輸出引腳該引腳低電平有效當一次 AD 轉(zhuǎn)換完成后 將引起 INT 0 實際應(yīng)用時該引腳應(yīng)與微處理器的外部中斷輸入引腳相連如51 單片機的 INT0INT1 腳當產(chǎn)生 INT 信號有效時還需等待 RD 0 才能正確讀出 AD轉(zhuǎn)換結(jié)果若 ADC0804 單獨使用則可以將 INT 引腳懸空 DB0DB7 輸出 AD 轉(zhuǎn)換后的 8 位二進制結(jié)果 ADC0804 模擬轉(zhuǎn)數(shù)字對照表 十 六進制 二進制 高四位 低四位 相對電壓值 256V 分別與滿刻度的比率 高四位 低四位 F 1111 1516 15256 4800 0300 E 1110 1416 14256 4480 0280 D 1101 1316 13256 4160 0260 C 1100 1216 12256 3840 0240 B 1011 1116 11256 3520 0220 A 1010 1016 10256 3200 0200 9 1001 916 9256 2880 0180 8 1000 816 8256 2560 0160 7 0111 716 7256 2240 0140 6 0110 616 6256 1920 0120 5 0101 516 5256 1600 0100 4 0100 416 4256 1280 0080 3 0011 316 3256 0960 0060 2 0010 216 2256 0640 0040 1 0001 116 1256 0320 0020 0 0000 016 0256 0 0 根據(jù)以上對照表可以得出以下結(jié)論 如果輸入 模擬量 VIN 4V 由上表可知 38400160 4V 數(shù)字為 11001000 C8H 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0804 的工作分為三個過程 ①復(fù)位中斷觸發(fā)信號 信號 表明 ADC0804 轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束它提示單片機隨時可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果是ADC0804的一個輸出信號一般情況下啟動 AD轉(zhuǎn)換前應(yīng)該復(fù)位這個 信號以等待新的轉(zhuǎn)換完成后 ADC0804 發(fā)出新的 信號這樣才可以讀到新的轉(zhuǎn)換結(jié)果 復(fù)位 信號的時序如圖 2 中的 A 在實現(xiàn)片選 ＝ 0 的前提下使用一個讀信號 的下降沿就可以復(fù)位 信號 ②啟動 ADC0804 的 AD 轉(zhuǎn)換 ADC0804 中的 AD 轉(zhuǎn)換器在滿足一定條件時開始一個轉(zhuǎn)換過程這個條件就是在實現(xiàn)片選 ＝ 0 的前提下 引腳上出現(xiàn)的一個上升沿 啟動 AD 轉(zhuǎn)換的時序如圖 2 中的 B 實現(xiàn)片選以后 ＝ 0 使用一個寫信號就可以啟動一個轉(zhuǎn)換過程圖中 是時間延遲時間 是轉(zhuǎn)換時間 ③讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 在 AD轉(zhuǎn)換結(jié)束以后 ADC0804的 引腳將給出一個低脈沖如果把這個引腳直接連接到單片機的外部中斷引腳 P3或 P3這個低脈沖將引起單片機中斷單片機可以在中斷處理程序中讀取 ADC0804 的轉(zhuǎn)換結(jié)果 實驗中我們由 CH0 輸入模擬量 DO 輸出數(shù)字量我