【正文】 集成溫度傳感器 ，在被測溫度一定時， AD590 實質(zhì)相當(dāng)于恒流源，把它與直流電源相連，并在輸出端串聯(lián)一個標(biāo)準(zhǔn)的 10K 的電阻，電阻上流過的電流與被測熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)溫度每增加 1℃ ，其電流增加 1uA ,當(dāng)電阻為 10K 時，輸出電壓 Vo隨溫度的變化為 10mV/K。 （ 3） I/O 口引腳 — P0、 P P P3，為 4個 8位 I/O 口的外部引腳。 圖 31 89C51 與 ADC0809 接口框圖 ALE 單 … 片 機(jī) CLK D0 IN0 … … D7 IN7 ADC0809 ADDA ADDB ADDC D Q CLK Q D Q CLK Q 8 路 輸 入 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 硬件設(shè)計各單元電路 STC89C51 與外圍電路 STC89C51 單片機(jī) 采用 40只引腳的雙列直插封裝（ DIP）方式的單片機(jī)，引腳功能如下： （ 1） 電源及時鐘引腳 — Vcc、 Vss； XTAL XTAL2。在啟動 A/D 轉(zhuǎn)換時，由 單片機(jī)的 和 控制 A/D 的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動 ，由于 A/D 的 ALE 和 START 連在一起，因此 ADC0809 在鎖存通道地址的同時，啟動并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 ADC0809 的 ADDA、 ADDB、 ADDC3 位地址輸入線是通過單片機(jī)的 、 和 來控制，用來實現(xiàn)選通 8個溫度傳感器 AD590 輸入中的那一路。 系統(tǒng) 總體 框架圖 輸入部分 數(shù)碼管 顯示部分 STC89C51 A/D轉(zhuǎn)換器 驅(qū)動控制 驅(qū)動控制 溫度傳感器 制熱 制冷 空氣 鍵盤控制 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 圖 21 空調(diào)溫度控制 總體 結(jié)構(gòu)框圖 3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 STC89C51 與 ADC0809 的接口設(shè)計 為了使單片機(jī)的運(yùn)行速度快一些， 本設(shè)計采用為 12MHz 的晶體振蕩頻率。 比較采集到的溫度是否在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，如果沒有在設(shè)定的范圍內(nèi)，則報警 。 在溫度控制系統(tǒng)中，需要將溫度的變化轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，選用 89C51 單片機(jī)為中央處理器，通過溫度傳感器 AD590 對空氣進(jìn)行溫度采集，將采集到的溫度信號傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù) 字信號傳輸 給 單片機(jī)， 單片機(jī)計算出溫度傳感器采集的多點溫度的平均值， 再由單片機(jī)控制數(shù)碼管 顯示 ， 采集到的溫度通過三位 LED 顯示出來 。 在此運(yùn)用中以 STC89C51 單片機(jī)為基礎(chǔ)，結(jié)合溫度傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 LED 顯示電路、電磁繼電器等，組成了一個基于 STC89C51 單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)。 STC 推出的 51 系列 單片機(jī)芯片是全面兼容其它 51 單片機(jī)的，其中 STC89C51 具有功能強(qiáng)大、速度較快、壽命長、價格低、抗干擾性超強(qiáng)、功耗低、并支持系統(tǒng)的在線編程等特點。 自單片機(jī)問世以來，在我國使用最多的還是 Intel 公司的 MCS51 系列單片機(jī)。采用傳統(tǒng)的 PID 控制已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足溫度控制和采樣顯示的功能要求。理由：用 ADC0809 采樣速度快，配合溫度傳感器應(yīng)用方便，價格低廉，降低設(shè)計成本。 ADC0809 具有轉(zhuǎn)換速度快、精度高、輸出為二進(jìn)制碼、直接接 I/0 口、軟件設(shè)計方便等特點。 逐次逼近式 ADC0809 芯片內(nèi)包含 8位模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器、 8通道多路轉(zhuǎn)換器與微機(jī)控制兼容的控制邏輯。采用逐次逼近寄存器，輸入信號僅與最高位（ MSB）比較，確定 DAC 的最高位（ DAC 滿量程的一半）。 方案 2: 采用逐次逼近式轉(zhuǎn)換器，對于這種轉(zhuǎn)換方式，通常是用一個比較輸入信號與作為基準(zhǔn)的 n位 DAC輸出進(jìn)行比較，并進(jìn)行 n 次 1 位轉(zhuǎn)換。雙積分型 ADC 轉(zhuǎn)換精度高，但轉(zhuǎn)換速度不夠快，若 用于溫度測量，不能及時地反映當(dāng)前溫度值，且多數(shù)雙積分型 ADC 其輸出端不是二進(jìn)制，而是直接驅(qū)動數(shù)碼管的。在選擇 ADC 器件時要考慮多種因素，除了關(guān)鍵參數(shù)、分辨率和轉(zhuǎn)換速度以外，還要考慮其他因素，如靜態(tài)與動態(tài)精度、數(shù)據(jù)接口類型、控制接口與定時、采樣保持性能、基本要求、功耗、使用環(huán)境要求等問題。模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號一般需要經(jīng)過采樣保持和量化編碼兩個過程。因為 AD590 電路簡單穩(wěn)定可靠，測量精度高無需調(diào)試，與A/D 轉(zhuǎn)換器連接方便。特別適用于多點溫度測量和控制系統(tǒng)。不適于小于 1℃的溫度信號檢測，且不能直接用于 A/D轉(zhuǎn)換。有隨溫度升高而變大的正溫度系數(shù)電阻（ PTC），也有隨溫度升高而變小的負(fù)溫度系數(shù)電阻 (NTC)。 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 . 溫度傳感器的選擇 為了確保對溫度進(jìn)行精確的測量，需要考慮到溫度傳感器的諸多因素：（ 1）測溫范圍的大小及精度要求，（ 2）測溫元件大小是否適當(dāng)，（ 3）高效性和靈敏性，（ 4）價格如何，使用是否方便。 2℃（系統(tǒng)允許在超過報警溫度上下限 2℃范圍內(nèi)不報警），當(dāng)溫度不在設(shè)定范圍之內(nèi)時，蜂鳴器自動報警，同時用三位 LED 數(shù)碼管顯示度數(shù)，讀數(shù)精確到十分位。 2. 設(shè)計方案的選擇 . 溫度控制系統(tǒng)的功能 用多個溫度傳感器 AD590 對空調(diào)壓縮機(jī)周圍環(huán)境溫度進(jìn)行溫度采樣， 溫度多點采樣求得平均值 ，同時 用三位 數(shù)碼管顯示。 研究溫度控制的兩個核心模塊：主控芯片和溫度傳感器。 完成一種低成本、低價格、功能較齊全 ， 并 具有溫度 多點采樣 、顯示 、溫度門限報警 及溫度控制為一體的單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。該溫度控制系統(tǒng)也是本論文的研究方向。 使用多個溫度傳感器對 周圍環(huán)境多點采樣求平均值， 并通過 LED 數(shù)碼管顯示平均溫度。并打開繼電器 2，使制冷劑再從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，通過毛細(xì)管噴射到蒸發(fā)器中，壓力驟降，液態(tài)制冷劑立即變成氣態(tài)，通過散熱片吸收空氣中大量的熱量，使其周圍環(huán)境溫度降低，當(dāng)溫度降低當(dāng)某個臨界溫度是， 蜂鳴 器報警，繼電器 2關(guān)閉，而繼電器 1打開。 空調(diào)壓縮機(jī)溫度控 制系統(tǒng) 空調(diào)壓縮機(jī)是在空調(diào)制冷劑回路中起壓縮驅(qū)動制冷劑的作用。 電烤箱溫度控制系統(tǒng) 四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 該方案采用美國 TI公司生產(chǎn)的 FLASH 型超低功耗 16 位單片機(jī) MSP430F123 為核心器件，通過熱電偶檢測系統(tǒng)溫度，用集成溫度傳感器 AD590 作為溫度測量器件，利用該芯片內(nèi)置的比較器完成高精度 AD信號采樣，根據(jù)溫度的變化情況，通過單片機(jī)編寫閉環(huán)算法，從而成功的實現(xiàn)了對溫度的測量和自動控制功能。目前國內(nèi)外市場出現(xiàn)的溫度控制系統(tǒng)成品，在系統(tǒng)組成、技術(shù)指標(biāo)、功能要求上極具代表性的產(chǎn)品列舉如下幾種： 虛擬儀器溫室大棚溫度測控系統(tǒng) 虛擬儀器溫室大棚溫度測控系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面是一種比較智能，經(jīng)濟(jì)的方案，適于大力推廣，該系統(tǒng)能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫度進(jìn)行采集并進(jìn)行比較，通過比較對大棚內(nèi)的溫度是否超過溫度限制進(jìn)行分析，如果超過溫度限制，溫度報警系統(tǒng)將自動報警，來通知管理人員大棚內(nèi)的溫度超過限制，必須立即采取措施方能有利于農(nóng)作物的生長，提高產(chǎn) 量。向著溫度控制的智能化、多功能化、自 適應(yīng)化發(fā)展。 溫度控制的國內(nèi)外現(xiàn)狀 通過上網(wǎng)查詢，翻閱資料了解到雖然溫度控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，但我國的溫度控制技術(shù)還不夠成熟，目前還不能趕超美、日、德等發(fā)達(dá)國家。自 18 世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展對是否能掌握溫度有著絕對的聯(lián)系。 所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點 ,為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件 ,在工業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少的器件 ,尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。當(dāng)今單片機(jī)已經(jīng)無處不在，它與我們生活的環(huán)境息息相關(guān)，并已滲透到生活的方法面面。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中 ,人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。 系統(tǒng) 實現(xiàn)了空調(diào)壓縮機(jī)的 多點 溫度采樣、 溫度 設(shè)定、 LED 顯示及溫度門限報警的功能。 本系統(tǒng)是基于 MCS51 單片機(jī)的 空調(diào)壓縮機(jī)的 溫度控制系統(tǒng)，采用 STC89C51 作為溫控系統(tǒng)的主控芯片， AD590 作為溫度傳感器，外圍采用模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809，空調(diào)壓縮機(jī)相應(yīng)電路來完成溫控系統(tǒng)的設(shè)計。四川大學(xué)錦江學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 【 摘 要 】 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域，如工