【文章內(nèi)容簡介】 C14433 引腳圖 MC14433 的引腳（圖 ）功能說明如表 11 表 功能說明 電源及共地端 外界電阻及電容端 轉(zhuǎn)換啟動(dòng) /結(jié)束信號端 過量程信號輸出端 VDD：主工作電源 +5V。 VEE：模擬部分的負(fù)電源端，接5V。 VAG：模擬地端。 VSS：數(shù)字地端。 VR：基準(zhǔn)電壓。 RI：積分電阻輸入端， VX=2V時(shí)， R1=47?； VX=200M 時(shí)，R1=27K?。 C1：積分電容輸入端。 C1 一般為 。 C0C02：外界補(bǔ)償電容端，電容取值約 。 R1/C1： R1 與C1 的公共端。 CLKI、 CLKO ： 外界振蕩器時(shí)鐘調(diào)節(jié)電阻 Rc， Rc一般取 470 K?左右。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，正脈沖有效。 DU：啟動(dòng)新的轉(zhuǎn)換，若 DU與 EOC 相連，每當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，自動(dòng)啟動(dòng)新的轉(zhuǎn)換。 OR———— ：當(dāng) |Vx|?VR，過量程 /OR 輸出低電平。位選通控制線 DS4~DS1：選擇個(gè)、十、百、千位，正脈沖有效。 DS1 對應(yīng)千位， DS4 對應(yīng)個(gè)位。每個(gè)選通脈沖寬度為 18個(gè)時(shí)鐘周期，兩個(gè)相應(yīng)脈沖之間間隔為 2個(gè)時(shí)鐘周期。 BCD 碼輸出線 Q0~Q3： BCD 碼輸出線。其中 Q0 為最低位， Q3為最高位。當(dāng) DS DS3 和 DS4 選通期間，輸出三位完整的 BCD 碼數(shù)，但在 DS1 選通期間，輸出端 Q0~Q3 除了表示個(gè)位的 0 或 1 外，還表示了轉(zhuǎn)化值的正負(fù)極性和欠量程還是過量程其含義見表 ， DS1 選通時(shí) Q3～ Q0 表示的結(jié)果。 表 DS1 選通時(shí) Q3～ Q0表示的結(jié)果 Q3 Q2 Q1 Q0 表示結(jié)果 1 * * 0 千位數(shù)為 0 0 * * 0 千位數(shù)為 1 * 1 * 0 結(jié)果為正 * 0 * 0 結(jié)果為負(fù) 0 * * 1 輸入過量程 1 * * 1 輸入欠量程 12 由表可知 Q3 表示 1/2 位， Q3=“ 0”對應(yīng) 1，反之對應(yīng) 0。 Q2 表示極性， Q2=“ 1”為正極性，反之為負(fù)極性。 Q0=“ 1”表示超量程：當(dāng) Q3=“ 0”時(shí)，表示過量程；當(dāng) Q3=“ 1”時(shí)，表示欠量程。 溫度采集系統(tǒng) 集成溫度傳感器的選擇 集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的 be結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度 T和通過發(fā)射極電流 I的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測。集成溫度變換器把作為感溫元件的結(jié)型溫敏器件與外圍電路集成在同一芯片上 , 實(shí)現(xiàn)了溫度變換器的小型化。由于附加了線性化電路 , 因此變換器線性極好 , 解決了溫敏器件非線性問題。集成溫敏變換器還具有高靈敏度、高電平輸出、穩(wěn)定性好 , 易于與讀出電路和控制電路接口等優(yōu)點(diǎn)。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸 出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為 10mV/K，溫度 0。 C時(shí)輸出為 0，溫度 25。 C時(shí)輸出 。電流輸出型的靈敏度一般為 1μ A/ K。溫度檢測在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科研以及日常生活等領(lǐng)域占有重要地位。 AD590是 AD公司利用 PN結(jié)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。這種器件在被測溫度一定時(shí) , 相當(dāng)于一個(gè)恒流源。該器件具有良好的線性和互換性 ,測量精度高 , 測溫范圍寬而且容易實(shí)現(xiàn)。并具有消除電源波動(dòng)的特性。即使電源在 5～ 15V之間變化 ,其電流只是在 1μ A以下作微小變化。因?yàn)?AD590是恒流器件 , 所以適合遠(yuǎn)距離傳送 , 也容易實(shí)現(xiàn)智能數(shù)字化顯示。 AD590 的性能特點(diǎn) AD590是電流型溫度傳感器 ,一般用于精密溫度測量電路 ,其電路外形如圖 ,它采用金屬殼 3腳封裝 , 其中 1腳為電源正端 V+； 2腳為電流輸出端 Io； 3腳為管殼 ,一般不用。集成溫度傳感器的電路符號如圖 圖 AD590 的外形電路 圖 集成溫度傳感器電路符號 13 AD590的主要特性如下 ： 兩端器件：電壓輸入。 靈敏度： 1μ A/ K。即電流輸出 溫度每增加 1。 C，它會(huì)增加 1μ A輸出電流。 較寬的檢測范圍： 55～ +155。 C。 較寬的工作電壓： +4～ +30V。 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 710MW。 精度高，線形好： AD590共有 I、 J、 K、 L、 M五檔，其中 M檔精度最高，在 55。 C～ +150。C范圍內(nèi)，非線性誤差為177。 。 C。 AD590 的工 作原理 AD590 溫度感測器是一種已經(jīng) IC 化的溫度感測器，它會(huì)將溫度轉(zhuǎn)換為電流。其規(guī)格如下：溫度每增加 1℃，它會(huì)增加 1μ A 輸出電流?？闪繙y范圍 55℃至 150℃。供應(yīng)電壓范圍 +4V至 30V。 AD590 的接腳圖及零件符號如圖 所示： 圖 AD590 的接腳圖及零件符號 AD590 的輸出電流是以絕對溫度零度 (273℃ )為基準(zhǔn)，每增加 1℃，它會(huì)增加 1μ A輸出電流，因此在室溫 25℃時(shí)，其輸出電流 Io=(273+25)=298μ A。 Vo 的值為 Io乘上 10K，以室溫 25℃而言，輸 出值為 (10K 298μ A)。量測 Vo 時(shí)，不可分出任何電流，否則量測值會(huì)不準(zhǔn)。 電路設(shè)計(jì) AD590 的輸出電流 I=(273+T)μ A(T 為攝氏溫度 )，因此量測的電壓 V 為 (273+T)μ A 14 10K=(+T/100)V。為了將電壓量測出來又需使輸出電流 I不分流出來，我們使用電壓追隨器其輸出電壓 V2等于輸入電壓 V。 由于一般電源供應(yīng)較多零件之后，電源是帶噪聲的，因此我們使用齊納二極管作為穩(wěn)壓零件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓 V1需調(diào)整至 。接下來我們使用差動(dòng)放大器其輸出 Vo為（ 100K/10K）（ V2V1） =T/10，如果現(xiàn)在為攝氏 28℃，輸出電壓為 ，輸出電壓接 A/D 轉(zhuǎn)換器，那么 A/D 轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線形比例關(guān)系。 AD590 溫度傳感器使用原理如圖 。 圖 AD590 溫度傳感器使用原理圖 濕度檢測 濕度傳感器的選擇 測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣中吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，電容式、電阻式和濕漲式濕敏元件分別 是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測量的。 HS1101 是一種高分子濕敏電容傳感器 , 濕敏電容是一種在高分子薄膜上形成的電容，高分子薄膜上的電極是很薄的金屬微孔蒸發(fā)膜，水分子可通過兩端的電極被高分子薄膜吸附或釋放，隨著這種水分子的吸附或釋放，高分子的介電系數(shù)將發(fā)生相應(yīng)的變化。由于介電系數(shù)100K 20K 10K 20K 10K 100K +12V +12V 5V +12V 5V +12V V1 V2 +12V 5V V0 + + + OP1 OP2 OP3 15 隨空氣的相對濕度變化而變化。所以只要測定電容 C 值就可得相對濕度。其具有不需校準(zhǔn)的完全互換性、高可靠性和長期穩(wěn)定性，響應(yīng)時(shí)間快速。專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電 路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過程等。 HS1101 的性能特點(diǎn) HS1101 的主要性能特點(diǎn)如下： (1) 相對濕度在 0%～ 100%RH范圍內(nèi) , 相對濕度為 55%RH時(shí)的典型電容值約 182pF溫度系數(shù)為 。 C 可見精度是較高的，常溫使用無需溫度補(bǔ)償，無需校準(zhǔn)。相對濕度在 (33～75) %RH 之間時(shí)平均靈敏度為 。 (2) HS1101 有響應(yīng)快 (響應(yīng)時(shí)間小于 5S)、線性度高、 高可靠性及長期穩(wěn)定性 (年漂移量 %RH/年 )、常時(shí)間飽和下快速脫濕等優(yōu)點(diǎn)。 (3) 供 電電壓一般選 +5V 最高不超過 +10V。 +5V 供電時(shí)間的漏電僅為 1nA，工作溫度范圍為 40。 C～ 100。 C。 (4) 產(chǎn)品具有良好的互換性。在標(biāo)準(zhǔn)條件下（ 10KHZ、 +25。 C），更換 HS1101 時(shí)不需要重新標(biāo)定。 鍵盤及顯示接口擴(kuò)展 芯片的選擇 鍵盤及顯示部分?jǐn)U展選擇 YM19264液晶顯示， YM19264是 深圳市耀宇科技有限公司 ， 單個(gè)芯片就能完成鍵盤輸入和 LCD顯示控制兩種功能。 由于它本身可提供掃描信號，因而可代替 CPU完成鍵盤和顯示器的控制，從而減輕了 CPU的負(fù)擔(dān)， 提高了運(yùn)算速度，而且接口方便、顯示穩(wěn)定、程序簡單、可靠性高、使用方便。 硬件各單元電路結(jié)構(gòu) 上電手動(dòng)復(fù)位電路 AT89C51 單片機(jī)復(fù)位信號是高電平有效的，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期以上。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常使復(fù)位引腳保持 10ms 以上的高電平。圖中 RESET 按鍵未按下時(shí)，單片機(jī)剛接通電源，就進(jìn)入了上電復(fù)位狀態(tài)，在單片機(jī)開始工作了以后，如按下 RESET，由兩電阻組成的串聯(lián)分壓電路使 RST 得到一個(gè)高電平，從而使單片機(jī)重新復(fù)位；松開按鍵，復(fù)位信號消失，單 片機(jī)可開始正常工作。 16 圖 上電手動(dòng)復(fù)位電路 振蕩電路 根據(jù)本設(shè)計(jì)需要， AT89C51 的振蕩電路由一個(gè) 6MHZ 和兩個(gè) 20PF 的電容組成。這個(gè)電路是一個(gè)典型的單片振蕩電路。 圖 振蕩電路 溫度采集電路 首先，我們根據(jù) AD590的特性，找出其輸出電流值與溫度值的關(guān)系。具體說明如下： AD590輸出電流是以絕對溫度零度 (－ 273。 C)為基準(zhǔn)，每增加 1。 C，它會(huì)增加 1μ A輸出電流，例如在室溫 25。 C時(shí) ，其輸出電流 Io=(273+25)=298μ A。故 AD590的輸出電流 I=(273+T)μ A(T為攝氏溫度 )。 溫度采集電路分析