本科畢業(yè)論文-基于61單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-20 15:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 且有一些缺點(diǎn)，但是它可以滿足提出的設(shè)計(jì)要求，直觀便捷的進(jìn)行操作編程和進(jìn)行多種漢字、字符的顯示，可以實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并具有良好的“人機(jī)對(duì)話”界面。通過對(duì)以上顯示器的比較，本次設(shè)計(jì)選擇了方案三：液晶顯示器。 溫度采集電路 溫度采集電路工作原理溫度數(shù)據(jù)采集是整個(gè)系統(tǒng)的最重要也是最核心的部分，采集到的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過MCU處理后送LCD顯示。在溫度采集電路中主要包括了采樣電路、放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路。其中采樣電路選用了AD590電流型集成溫度傳感器作為前端的溫度數(shù)據(jù)采集器件；在放大電路部分采用了OP07的電壓跟隨器和運(yùn)算放大器的典型接法，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的穩(wěn)定傳輸和放大。： 溫度數(shù)據(jù)采集電路 AD590電流輸出型集成溫度傳感器基于集成溫度傳感器的線性好、精度適中、靈敏度高、使用方便等特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用AD590系列溫度傳感器。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。實(shí)際上，中國(guó)也開發(fā)出了同類型的產(chǎn)品SG590。這種器件在被測(cè)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(cè)量精度高，并具有消除電源波動(dòng)的特性。即使電源在5V~15V之間變化，其電流只是在1uA一下作微小變化。集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上時(shí)一種半導(dǎo)體集成電路，它時(shí)利用晶體管的b~e結(jié)壓降的不飽和值V與熱力學(xué)溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)： V= （32）式中：K為波爾茲常數(shù)；q為電子電荷絕對(duì)值。AD590是電流型溫度傳感器，通過對(duì)電流的測(cè)量可得到所需要的溫度值。根據(jù)特性分檔，AD590的后綴以I、J、K、L、M表示。AD590L、AD590M一般用于精密溫度測(cè)量電路，： AD590管腳圖它的主要特性如下：流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K式中： —流過器件（AD590）的電流，單位為mA； T—熱力學(xué)溫度，單位為K。AD590的測(cè)溫范圍為55℃～+150℃。AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流變化1mA，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710MW。精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為177?！?。由于AD590采集的輸出數(shù)據(jù)是模擬量——電流，而且很小，不易測(cè)量，所以我們要將電流量轉(zhuǎn)換成電壓量，這樣有利于后面的放大及D/A轉(zhuǎn)換。我們改用一個(gè)固定電阻（100Ω）和一個(gè)電位器(950Ω)串接的方法，這樣可以通過調(diào)節(jié)電位器使得每路輸出電壓基本一致。如以0℃；如以25℃為參考值。如上所述，因?yàn)榱鬟^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。AD590測(cè)出的溫度、電壓、電流三者之間的計(jì)算關(guān)系為： t=UT （33）其中t為攝氏溫度值，單位為℃，U為AD590測(cè)出的電壓值，單位為mV，T（）為開爾文溫度，單位為K，U，I關(guān)系為： U=IR （34）其中R=1KΩ，I的單位為uA，U的單位為mV。由此可得出與AD590有關(guān)的I、R、U、T（攝氏溫度）： I、R、U、T關(guān)系圖 I、R、U、T關(guān)系圖但由于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。其調(diào)整方法如下：先將AD590置于冰水混合物中，調(diào)整可變電阻R1，然后將AD590置于室溫（25℃）下，調(diào)整可變電阻。但這樣調(diào)整只可保證在0℃或25℃附近有較高精度。： AD590的調(diào)整電路 微處理器MCU該系統(tǒng)的MCU采用凌陽開發(fā)的新型16位單片機(jī)SPCE061A，: SPCE061A引腳圖： 61板原理圖其引腳功能表如下表31所示：表31 61板引腳功能表引腳名稱引腳編號(hào)類型描述IOA[15:8]60~53輸入輸出IOA[15:8]:雙向IO端口IOA[7:0]48~41輸入輸出IOA[7:0]:通過編程可設(shè)置成喚醒引腳IOA[6:0]:與ADCLine_In輸入共用IOA[15:11]64~68輸入輸出IOB[15:11]:雙向IO端口。IOB10~0除用作普通IO端口外，還可作其它用途（如下所示）IOB1076輸入輸出IOB10:通用異步串行數(shù)據(jù)發(fā)送引腳TxIOB977輸入輸出IOB9:TimerB脈寬調(diào)制輸出引腳BPWMOIOB878輸入輸出IOB8: TimerA脈寬調(diào)制輸出引腳APWMOIOB779輸入輸出IOB7: 通用異步串行數(shù)據(jù)接收引腳RxIOB680輸入輸出IOB6: 雙向IO端口IOB581輸入輸出IOB5: 外部中斷源EXT2的反饋引腳IOB41輸入輸出IOB4: 外部中斷源EXT1的反饋引腳IOB32輸入輸出IOB3: 外部中斷源EXT2IOB23輸入輸出IOB2: 外部中斷源EXT1IOB14輸入輸出IOB1: 串行接口的數(shù)據(jù)傳送引腳IOB05輸入輸出IOB0: 串行接口的時(shí)鐘信號(hào)DAC121輸出DAC1數(shù)據(jù)輸出引腳DAC222輸出DAC2數(shù)據(jù)輸出引腳OSC31I13輸入32768HZ晶振輸入引腳續(xù)表31 61板引腳功能表OSC32O12輸出32768HZ晶振輸出引腳AGC25輸入AGC的控制引腳MICN28輸入麥克風(fēng)負(fù)向輸入引腳MICP33輸入麥克風(fēng)正向輸入引腳MICOUT27輸出麥克風(fēng)1階放大器輸出引腳，引腳外接電阻決定AGC增益倍數(shù)OPI26輸入麥克風(fēng)2階放大器輸入引腳XICE16輸入激活I(lǐng)CE(高電平激活)XICECLK17輸入ICE串行接口時(shí)鐘引腳XICESDA18輸入輸出ICE串行接口數(shù)據(jù)引腳PFUSE29輸入程序保密設(shè)定腳。接+5VPVIN20輸入程序保密設(shè)定腳。接GNDXRESB6輸入低電平有效的復(fù)位引腳SLEEP63輸出睡眠模式（高電平激活）VREF223輸出2V參考電壓輸出腳VRTPAD35輸入AD轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入腳。它決定AD轉(zhuǎn)換輸入電壓上限值。，則AD轉(zhuǎn)換電壓輸入范圍為0V~。外部AD最高參考電壓VCM34輸出ADC參考電壓輸出腳VMIC37輸出麥克風(fēng)電源VCP8輸入鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入XROMT、PVPP、XTEST6614出廠測(cè)試用引腳，懸空即可VDDH5575輸入I/O電平參考。若該點(diǎn)輸入一個(gè)5V的參考電壓，則I/O輸入輸出高電平為5VVDD7輸入鎖相環(huán)電源VSS9輸入鎖相環(huán)地VSS124輸入模擬地VSS3450、62輸入數(shù)字地VDD
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