【導(dǎo)讀】領(lǐng)域，如工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、家庭、遠(yuǎn)程控制、環(huán)境測控等都需要用到溫控系統(tǒng)。功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價低的89C51系列單片機(jī)進(jìn)行溫度控制。應(yīng)電路來完成溫控系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)采用多個AD590溫度傳感器同時對多點(diǎn)溫度采樣，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了空調(diào)壓縮機(jī)的多點(diǎn)溫度采樣、溫度設(shè)定、LED顯示及溫度門限報警的功能。

　　

【正文】 在系統(tǒng)可編程，無需專用編程器 ； 3個 16位定時器 /計數(shù)器； 2路 ； （ UART） ： 0 75℃ ： PDIP40. 單片機(jī)引腳介紹 單片機(jī) 采用 40 引腳雙列直插式封裝引腳，各引腳功能介紹如下： （ 1） Vcc（ 40 引腳）：接 +5V 電源。 （ 2） Vss(20 引腳 )：接地。 （ 3） XTAL1（ 19 引腳）：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端。使用片內(nèi)振蕩時，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容。 （ 4） XTAL2（ 18 引腳）：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時，該引腳連接外部石英晶體和微調(diào)電容。 （ 5） RST（ 9 引腳）：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。 （ 6） EA/VPP（ 31）： EA 為外部程序存儲器訪問允許控制端。當(dāng)它為高電平時， 單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲器，但在 PC值超過 0FFFH 時，將自動轉(zhuǎn)向訪問外部程序存儲器中的程序。四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 當(dāng)它為低電平時，對程序存儲器的讀操作只限定在外部程序存儲器。 Vpp 為引腳第二功能，為編程電壓輸入端。 （ 7） ALE/PROG：（ 30引腳）： ALE 為低 8位地址鎖存允許信號 。 （ 8） PSEN：（ 29引腳）：片外程序存儲器的讀選通信號。 （ 9） P0 口： 8位漏極開路的雙向 I/O 口。也可作為通用的 I/O 口使用，但需要加上拉電阻。 （ 10） P P2 口： 8位準(zhǔn)雙向 I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。 （ 11） P3 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。也可作為通用的 I/O 口使用。當(dāng)作為通用的 I/O 輸入時，應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫入 1。它可驅(qū)動 4個 LS 型 TTL 負(fù)載。 P3 口還可提供第二功能。其第二功能定義如表 331 引腳 第二功能 說明 RXD 串行數(shù)據(jù)輸入口 TXD 串行數(shù)據(jù)輸出口 INT0 外部中斷 0輸入 INT1 外部中斷 1輸入 T0 定時器 0外部計數(shù)輸入 T1 定時器 1外部計數(shù)輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通輸出 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通輸出 表 331 AD590 溫度傳感器介紹 AD590 主要特性 工作電壓： 4～ 30V 工作溫度：－ 55～ 150℃ 保存溫度：－ 65～ 175℃ 靈敏度： 1μ A/ K 正向電壓： +44V 反向電壓：－ 20V 輸出電阻： 710MΩ 非線性誤差：177。 ℃ 注：（ 1） 流過器件 的電流（ μ A）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度度數(shù)，即： ?A/K 式中： — 流過器件（ AD590）的電流，單位為 ?A； T— 熱力學(xué)溫度，單位為 K。 （ 2） 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 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 變化 1?A，相當(dāng)于溫度變化 1K。 AD590 可以承受正向電壓和 20 的反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。 （ 3） AD590 精度高，它共有 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。 ℃。 （ 4） AD590的輸出電流值說明如下：其輸出電流是以絕對溫度零度（ 273℃）為基準(zhǔn)，每增加 1℃，它會增加 1μ A輸出電流，因此在室溫 25℃時，其輸出電流 Io=（ 273+25）=298?A。 AD590 內(nèi)部結(jié)構(gòu) AD590 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 的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測： 式中： K— 波爾茲常數(shù)； q— 電子電荷絕對值。 集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。其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℃ 時輸出為 0，溫度 25℃ 時輸出 。電流輸出型的靈敏度一般為 1?A/K。 AD590 的工作原理及應(yīng)用 在測量溫度時， AD590 實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于恒流源，把它與直流電源相連，并輸 出端串接一個標(biāo)準(zhǔn) 10KΩ 的電阻，結(jié)果此電阻上流過的電流與被測熱力學(xué)溫度成正比，電阻兩端將會有 10mV/K 的電壓信號，基準(zhǔn)溫度下可得到 1?A/K 的電流值。 本溫控系統(tǒng)傳感器輸出端串接一個 10 k? 的電阻， Vo的值為電流 I乘以 10K，以室溫 25℃ 而言，輸出值為 Vo=10K 298?A=（測量 Vo 時，因有電流流過，測量會有一定誤差） 。 AD590 溫度與電流的對應(yīng)關(guān)系見表 341 表 341 AD590 溫度與電流和電壓的對應(yīng)關(guān)系 攝氏溫度（單位：℃） AD590 電流（單位： uA） 經(jīng) 10K 電壓（單位： V） － 10 0 10 20 30 40 50 60 100 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 4 結(jié)束語 在老師的指導(dǎo)下，完成了 基于單片機(jī)的溫度控制硬件 部分設(shè)計。從選定論文題目后，就開始收集相關(guān)資料， 確定硬件設(shè)計思路。溫度控制系統(tǒng) 是利用 51 單片機(jī)STC89C51 作為主控芯片 ， 再輔助溫度控制的相應(yīng)電路 ，實(shí)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)的采樣、顯示和控制等功能的系統(tǒng)。 在進(jìn)行 硬件 設(shè)計時，根據(jù)硬件需要實(shí)現(xiàn)的這些功能，分別設(shè)計 溫度傳感器電路 ， ADC 轉(zhuǎn)換電路， LED 顯示電路，鍵盤控制電路 等。當(dāng)然，在 硬件設(shè)計過程中也遇到了些問題： 在選擇溫度傳感器時 ， 沒有想到空調(diào)壓縮機(jī)需要多點(diǎn)采樣，硬件設(shè)計盡量避免使用集成芯片等。 在老師的幫助下，最后克服掉了這些問題。整個 硬件 設(shè)計過程中我學(xué)到了很多之前沒有學(xué)到的知識，在設(shè)計過程中參考過很多之前學(xué)過的專業(yè)課程，把大學(xué)四年學(xué)過的知識都系統(tǒng)的復(fù)習(xí)鞏固了一遍，從中學(xué)到了很多之前疏忽了的東西，在設(shè)計中還充分體 會了合作的重要性。 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 參考文獻(xiàn) 【 1】譚博學(xué) 苗匯靜主編 《 集成電路原理及應(yīng)用 》 北京：電子工業(yè)出版社， 2020 【 2】 張毅剛 彭喜元編著 《 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計 》 北京：電子工業(yè)出版社， 2020 【 3】 徐建軍 .《 MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用及接口技術(shù) 》 北京：人民郵電出版社， 【 4】 蔡美琴 . 《 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用 》 北京 ： 高等教育出版社 ， 【 5】李金平 沈明山 姜余祥 編著 《 電子系統(tǒng)設(shè)計 》 北京 ： 電子工業(yè)出版社 ， 2020 【 6】劉篤 仁 韓保君編著 《傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)》西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 23 附錄一：電路原理圖 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 24 附錄二： PCB 圖 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 25 致 謝 兩個月以來在 張樂 老師的悉心指導(dǎo)下，我順利完成了《 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)硬件 設(shè)計》的設(shè)計。從論文課題確定到寫作設(shè)計完成這中間的每個過程， 張 老師都給予了我細(xì)心的指導(dǎo)和寶貴意見，從課題設(shè)計的 思路到最后 硬件設(shè)計完成 ，從論文的主體框架到論文的具體內(nèi)容的修改， 張 老師給過我很大的啟發(fā)，讓我受益匪淺。在 他的 耐心 指導(dǎo)下，我解決了很多自己獨(dú)立解決不了的問題。 張 老師這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和忘我的工作精神給我留下了深刻的印象。短短的兩個月我感覺到了 他 淵博的學(xué)識，豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，都讓我深感敬佩。在此我向 張 老師致以衷心的感謝。感謝她這段時間對我的指導(dǎo)。 同時我也要感謝我 身邊的朋友和老師 ， 在收集資料過程中給予我的幫助， 大學(xué)四年期間和論文期間，學(xué)院老師給予過我熱情幫助和鼓勵，學(xué)院為我提供了豐富的學(xué)習(xí)資 源供我查閱和參考，在此，向他們表示誠摯的謝意。