【正文】
804是一個(gè)8位逐次逼近的A/D轉(zhuǎn)換器。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)。由于AD0804具有三態(tài)輸出鎖存器,故其數(shù)據(jù)輸出引角可直接與單片機(jī)的總線相連。由于ADC0804片內(nèi)無時(shí)鐘,故運(yùn)用8051提供的地址鎖存使能信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得時(shí)鐘。這種方法單片機(jī)無需進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)間管理,CPU效率高,所以特別適合于變換時(shí)間較長(zhǎng)的ADC。中斷控制是在啟動(dòng)信號(hào)送到ADC之后,單片機(jī)執(zhí)行別的程序。用單片機(jī)控制ADC時(shí),多數(shù)采用查詢和中斷控制兩種方式。因此,我放棄使用AD0809,轉(zhuǎn)而使用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的同類產(chǎn)品AD0804,一款與AD0809同類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。 AD轉(zhuǎn)換電路在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中,對(duì)于AD轉(zhuǎn)換芯片,通常使用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的AD0809芯片進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。A/K。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K,溫度0℃時(shí)輸出為0,溫度25℃。在本電路系統(tǒng)中,我們需要將輸出最大值和最小值調(diào)整在05V之間,便于A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以提高溫度采集電路的可靠性。3 電路設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 溫度采集電路溫度采集系統(tǒng)主要由AD590、AD620組成,如圖所示:選用溫度傳感器AD590,AD590具有較高精度和重復(fù)性(℃,℃的測(cè)量精度,利用其重復(fù)性較好的特點(diǎn),通過非線形補(bǔ)償,℃測(cè)量精度)。方案選擇:選擇方案2。由于各位的段選線并聯(lián),段碼的輸出對(duì)各位來說都是相同的,因此,同一時(shí)刻,如果各位選線都處于選通狀態(tài)的話,那LED顯示器將顯示相同的字符。而各位的共陽(yáng)極或共陰極分別有相應(yīng)的I/O口線控制,實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。方案2:采用動(dòng)態(tài)顯示方式。若用I/O口接口,這需要占用N*8位I/O口(LED顯示器的個(gè)數(shù)N)。方案1:采用靜態(tài)顯示方式。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí),發(fā)光二極管點(diǎn)亮,相應(yīng)的段被顯示。這種顯示器有共陽(yáng)極和共陰極兩種。理由:用ADC0804采樣速度快,配合溫度傳感器應(yīng)用方便,價(jià)格低廉,降低設(shè)計(jì)成本。由于ADC0804設(shè)計(jì)時(shí)考慮到若干種模/數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),所以該芯片非常適合于過程控制、微控制器輸入通道的結(jié)合口電路、智能儀器和機(jī)床控制等應(yīng)用場(chǎng)合,并且價(jià)格低廉,降低設(shè)計(jì)成本。確定后結(jié)果(0或1)被鎖存,同時(shí)加到DAC上,以決定DAC的輸出(0或1/2)。這種方法類似于天平上用二進(jìn)制砝碼稱量物質(zhì)。所以若直接將其輸出端接I/O接口會(huì)給軟件設(shè)計(jì)帶來極大的不方便。方案2:采用積分型A/D裝換器,如ICL7135等。例如在利用兩步分級(jí)完成n位轉(zhuǎn)換的過程中,首先完成m位的粗轉(zhuǎn)換,然后使用精度至少為m位的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(ADC)將此結(jié)果轉(zhuǎn)換達(dá)到1/2的精度并且與輸入信號(hào)比較。A/D轉(zhuǎn)換器在實(shí)際應(yīng)用時(shí),除了要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)牟蓸?保持電路、基準(zhǔn)電路和多路模擬開關(guān)等電路外,還應(yīng)根據(jù)實(shí)際選擇的具體芯片進(jìn)行模擬信號(hào)極性轉(zhuǎn)換等的設(shè)計(jì)。有些ADC還包含有其他功能,在選擇ADC器件時(shí)需要考慮多種因素,除了關(guān)鍵參數(shù)、分辨率和轉(zhuǎn)換速度以外,還應(yīng)考慮其他因素,如靜態(tài)與動(dòng)態(tài)精度、數(shù)據(jù)接口類型、控制接口與定時(shí)、采樣保持性能、基本要求、校準(zhǔn)能力、通道數(shù)量、功耗、使用環(huán)境要求、封裝形式以及與軟件有關(guān)的問題。 A/D轉(zhuǎn)換部分模/數(shù)轉(zhuǎn)化器是一種將連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)化成離散的數(shù)字量的一種電路或器件模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)一般需要經(jīng)過采樣保持和量化編碼兩個(gè)過程。方案選擇:選擇方案2。由于采用了一種獨(dú)特的電路結(jié)構(gòu),并利用最新的薄膜電阻激光微調(diào)技術(shù)校準(zhǔn),使得AD590具有很高的精度。A/,使用非常方便,作為一種高阻電流源,他不需要嚴(yán)格考慮傳輸線上的電壓信號(hào)損失噪聲干擾問題,因此特別適合作為遠(yuǎn)距測(cè)量或控制用。AD590是電流型溫度傳感器。整體框圖如下:但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差,不適用于檢測(cè)小于1℃的信號(hào);而且線性度很差,不能直接用于A/D轉(zhuǎn)換,應(yīng)該用硬件或軟件對(duì)其進(jìn)行線性化補(bǔ)償。若電子和空穴的濃度分別為n、p,遷移率分別為μn、μp,則半導(dǎo)體的電導(dǎo)為: σ=q(nμn+pμp) 因?yàn)閚、p、μn、μp都是依賴溫度T的函數(shù),所以電導(dǎo)是溫度的函數(shù),因此可由測(cè)量電導(dǎo)而推算出溫度的高低,并能做出電阻溫度特性曲線.這就是半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理.熱敏電阻包括正溫度系數(shù)(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻,以及臨界溫度熱敏電阻(CTR)。通過仔細(xì)比較繪制出整體框架圖如下: 溫度傳感部分方案1:基于PTC或NTC電阻的設(shè)計(jì);熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件。4 基本完成了軟件部分設(shè)計(jì),它包括主程序流程圖,A/D轉(zhuǎn)換子程序,顯示子程序,主程序清單。3 完成了硬件電路的設(shè)計(jì),它包括溫度采集系統(tǒng)電路;包含89S51單片機(jī),模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0804等芯片的接口電路;通過AD590實(shí)現(xiàn)的溫度控制采集電路。研究的關(guān)鍵問題是:室溫的精確測(cè)量;溫度采集器AD590溫度控制電路設(shè)計(jì);單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示電路以及軟件設(shè)計(jì)。 論文的主要任務(wù)和所做的工作本論文主要是完成一種低成本、低價(jià)格、功能齊全、及溫度測(cè)量、溫度顯示、溫度控制于一體的單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)。選定AT89S51單片機(jī)作為系統(tǒng)的主要控制芯片,8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD0804,采用AD509進(jìn)行溫度采集,溫度設(shè)定范圍為10℃~ 45℃,通過溫度采集系統(tǒng),對(duì)溫度進(jìn)行采集并作A/D轉(zhuǎn)換,再傳輸給單片機(jī)。它可用于一臺(tái)或多臺(tái)小型取暖熱水鍋爐的溫度控制,可使居室溫度基本恒定,節(jié)煤,節(jié)電,省人力。軟件方面建立了供暖系統(tǒng)的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。該設(shè)計(jì)解決了北方冬季分散取暖采用人工定時(shí)燒水供熱,耗煤量大,浪費(fèi)人力,溫度變化大的問題。該方案采用美國(guó)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(cè)系統(tǒng)溫度,用集成溫度傳感器AD590作為溫度測(cè)量器件利用該芯片內(nèi)置的比較器完成高精度AD信號(hào)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,從而成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的測(cè)量和自動(dòng)控制功能。該系統(tǒng)有單片機(jī),溫度傳感器,串口通信,和計(jì)算機(jī)組成。本系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是在一臺(tái)電腦上可以監(jiān)測(cè)到多個(gè)大棚內(nèi)的溫度情況,從而進(jìn)行控制。以上出現(xiàn)的溫度控制系統(tǒng)產(chǎn)品,根據(jù)其系統(tǒng)組成、使用技術(shù)、功能特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)。該設(shè)計(jì)在硬件方案設(shè)計(jì),單元電路設(shè)計(jì),元器件選擇等方面較有特色。以AD590為采集器,AT89S51為處理器,空調(diào)相應(yīng)電路為執(zhí)行器來完成設(shè)計(jì)任務(wù)提出的溫度控制要求。因此,單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)日常生活中經(jīng)常會(huì)遇到的問題。采用AT89C51單片機(jī)來對(duì)溫度進(jìn)行控制,不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn),而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo),從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。目前溫度測(cè)量系統(tǒng)種類繁多,功能參差不齊。同時(shí)單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。整個(gè)設(shè)計(jì)包括:使用AD590的模擬溫度采集傳感器,專用儀表放大器AD620的信號(hào)處理系統(tǒng),由ADC0804構(gòu)成的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,采用AT89C52組成的單片機(jī)系統(tǒng),數(shù)碼管顯示系統(tǒng)和整機(jī)所需的供電系統(tǒng)。而采用專用溫度傳感器,則可以在克服以上缺點(diǎn),很大程度上提高溫度檢測(cè)系統(tǒng)的性能。摘 要在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域,溫度檢測(cè)系統(tǒng)是指用某種方式顯示出當(dāng)前的環(huán)境溫度。傳統(tǒng)使用PTC或NTC電阻作為溫度傳感器的方式在使用過程中存在著很多不足之處,比如所采集溫度的精度比較低、系統(tǒng)的可靠性差、設(shè)計(jì)難度較大、整體設(shè)計(jì)成本較高等缺點(diǎn),已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中高精度溫度控制的需求。本文闡述了一個(gè)基于專用溫度傳感器AD590的高精度溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程。關(guān)鍵字:溫度檢測(cè)系統(tǒng);AD590;AT89C52ⅠAbstractThe temperature check system in modern industry is that uses some special method to process and display the environmental temperature. Tradition uses PTC or NTC resistance to be using process to there be existing much defects as the temperature sensor way, supposes that what be detected the temperature has a bad accuracy, systematic reliability is bad, has much difficulties to design, and the cost of entire system is expensive. To use this method already unable satisfied modern industry produces the need being hit by the highaccuracy temperature under the control. Use the special temperature transducer could improve the systematic function of temperature detecting. This article elaborated the highaccuracy temperature having set forth a because of special temperature transducer AD590 checks the main body of a book systematically designing and realizing process. Entire design is included: Use the AD590 temperature transducer to detect the analog temperature, instrumentation amplifier AD620 signal process system, change the analog signal to digital signal circuit of ADC0804, the AT89C52 MUC system and the power system.Key word:temperature check system;AD590;AT89C52Ⅱ目 錄摘 要.............................................................ⅠAbstract............................................................Ⅱ目 錄.............................................................Ⅲ1 緒論..............................................................1 .......................................................... 2 溫度控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀......................................2 溫度控制系統(tǒng)方案..............................................2 論文的主要任務(wù)和所做的工作....................................22設(shè)計(jì)方案以及論證.................................................. 4 溫度傳感部分..................................................4 A/D轉(zhuǎn)換部分...............