文档介绍：物理与电子工程学院
课程设计
题目: 简易温度采集与控制系统设计
专业电子信息工程
目录
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(温度采样及模数转换) 4
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4系统调试及性能分析 12
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数码管显示的调试 13
AD590测温电路的调试 13
主电路的调试 13
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参考文献 16
附件一元件清单 17
附件二单片机仿真 18
附件三硬件图 19
附件四程序设计 20
简易温度采集与控制系统设计
[摘要]温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、A/D转换电路组成。它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、。硬件电路比较简单,成本较低,测温范围大,测量精度高,读数显示直观,使用方便。
[关键词]:AT89C51 AD590 传感器温度
温度测控系统设计的基本思路是采用一个控制芯片,将采集进来的信号,进行放大,调幅,滤波,最后通过A/D转换后,输入到控制芯片中,通过程序将各个模块连接起来,实现整套系统的功能。
控制芯片采用的AT89C51。A/D转换芯片的选择ADC0809,该芯片带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件,可以与单片机直接接口。
最后整体方案是用AD590采集温度,经过采集电路放大,滤波之后,通过ADC0809转换,输入单片机AT89C51,经过程序处理最后直观的呈现在数码管上。
总体框图如图1所示,以单片机系统为核心,通过温度传感器AD590将温度信号转换为电流信号,放大后,经A/D转换器ADC0809将送进来的模拟信号转换成数字信号后送到单片机处理,并将采集的温度值与键盘设定的温度值进行比较,通过内部的程序处理,将最后的结果显示在数码管上。
主
控
制
器
(ATC89C51)
AD590
测温电路
温度显示
数模转换器ADC0809
图1温度采集系统结构框图
主要模块:AD590采集测温模块,ADC0809和AT89C51的A/D转换和主控制模块,液晶显示模块。为了增强系统的抗干扰性,各模块独立制板。
(温度采样及模数转换)
温度采样处理电路由温度传感器、A/D转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路,其硬件电路结构复杂,也不便于数据的处理。采用温度传感器采样处理电路,能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择热敏电阻作为温度采集电路的核心器件。由热敏电阻及辅助电路构成温度采集电路。温度采集流程图如图2。
热敏电阻
送入ADC0809
启动A/D转换
读取转换数据
将转换数据存于片内RAM20H单元
返回
转换结束否
图2 温度采样及模数转换流程图
单片机控制电路核心是单片机芯片,其加上工作基本电路,就可以展开控制工作。本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、和数码管显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度,将其电压值送入ADC0809 进行模数转换,转换所得的数字量输入到89C51,经单片机进行程序控制然后显示在数码管上。
在温度采集模块里面该设计采用的是热点偶,热点偶是一种感温元件,它能将温度信号转换成热电势信号,通过电气测量仪表的配合就能测量出被测的温度,热点偶是工业上最常用的温度检测元件之一,其优点是:
(1)测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响;
(2)测量范围广。常用的热点偶从-15~100℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃,最高可达+2800℃;
(3)构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
当温度传感器感应到温度范围在0~100℃,通过放大器进行放大,可变电阻阻值变大,把温度转换为电压,通过RD0-,RD0+,RD P-OUT输出,没有感应到时,放大器没有工作,无信号输出,RD0-,RD0+,RD P-OUT输出的电平可以判断出温度传感器是否检测到温度。
电源电路由变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和三端稳压电路构成如图3-1和图3-2。测温电路需要+12