文档介绍：李炳锐:基于单片机的热源自动测试仪·1·

基于单片机的热源自动测试仪

(工程技术学院光电工程系电子科学与技术专业李炳锐)
(学号:2001301036)

摘要:本文介绍基于单片机热源自动测试仪的硬件和软件构成,工作原理和采用的主要
技术。
关键词:单片机,液晶显示,集成温度传感器,软件数字滤波(中值滤波)。
教师点评:本文介绍了以单片机实现热源自动测试的原理和方法,给出了热源自动测试自行
设计的硬件构成和软件开发要点,解决了实际应用中的一些问题。(点评教师:曹建章,副教授)

1 引言
随着微控制技术的发展,越来越多的测量技术引入了微控处理器,使得测量的精度,智能化
程度得到相当的提高。
相比于传统的温度测量技术而言,以AT89C51为核心的测量仪更有发展的前景,因为它控制
灵活,功耗低、使用电子元件较少,内部配线少,成本低,制造、安装、调试使用方便,更加可
贵的是:在准确测量温度的同时,还可以很轻易的根据用户的要求,去控制不同的外部设备,例
如,可以根据用户的要求,当温度超过30℃时,AT89C51可以方便控制空调打开,当温度低于20
℃时,AT89C51可以方便控制空调关闭。

2 硬件原理与构成
主要有以下四个方面:
一、温度信号的采集,传感器是集成温度传感器 AD590。
二、对提取的温度信号进行放大和补偿,主要器件是通用放大器 LM741。
三、对经处理的信号进行 AD 转换,使用逼近型 AD 转换器 ADC0804。
四、用 MCU AT89C51 进行数据处理,得到的结果用液晶 16202B 显示出来。
电路设计流程图:

温度信号采集信号放大与补偿单片机数据处理液
模数转换晶
显示结果

3 软件的原理与构成
软件算法的设置
通过硬件的电路分析可以知道,输入 ADC0804 的 Vin(0 到 5V 之间)经过 A/D 转换之后,
得到的八位二进制数送给 AT89C51 处理,最后用液晶把温度值的十位,个位,小数点,十分位
显示出来。
例如:

十位个位。十分位℃
1
李炳锐:基于单片机的热源自动测试仪·2·

运算放大器 U1 为射极追随器,U2 为了减去 ,U3 放大 5 倍。例如:
当 AD590 输出的电压经过 U1,U2,U3 处理后,输入 ADC0804 的电压就为 2V,即是
温度 40℃。

经过 A/D 转换后数字量为 64H。

64H 经过十进制转换之后,应该为 0100,假设把 0100 分别放在 R5,R4 中,对应为:
R4=01,R5=00。

再将 0100×4=0400,R4=04,R5=00,这样就可以得到要被显示的温度值,R5 的低四
位为小数点位,R5 的高四位为个位,R4 的低四位是十位,R4 的高四位是百位,在这
里为了方便,只保留 R5 的高四位(对应是液晶的个位),R4 的低四位(对应是液晶的
十位),即是十位=4,而个位=0,即表示 40℃。
即是:

4 0 。 0 ℃

可