AD590数字温度计.doc

简易数字温度计的设计与制作
功能介绍:本文采用AT89C51单片机和温度传感器AD590从硬件和软件两方面介绍了一款简易数字温度计的设计过程, 并对硬件原理图和程序流程图作了简洁的描述。
系统功能原理及硬件组成:该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号,经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理的数字信号,然后送到单片机AT89C51中进行处理变换,最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共4位七段码LED显示器上。
系统以AT89C51单片机为控制核心,加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成。系统组成框图如图1所示。
  
图1 系统组成框图
AT89C51单片机
Atmel公司的生产的AT89C51单片机是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机,内部除CPU外,还包括128字节RAM,4个8位并行I/O口,5个中断优先级,2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,片内集成4K字节可改变程序Flash存储器,具有低功耗,速度快,程序擦写方便等优点,完全满足本系统设计需要。
单片机P0口作为ADC0804转换数据的输入端,。~,~。P3口有特殊的功能,,。
AD590温度传感器
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。AD590测温范围为-55℃~+150℃,满足人们日常生产和生活中的温度范围。AD590电源电压可在4V~6V范围变化,可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会被损坏。AD590产生的电流与绝对温度成正比,它有非常好的线性输出性能,温度每增加1℃,其电流增加1μA。
AD590温度与电流的关系如下表所示:
摄氏温度
AD590电流
经10KΩ电压
0℃
μA
V
10℃
μA
V
20℃
μA
V
30℃
μA
V
40℃
μA
V
50℃
μA
V
60℃
μA
V
100℃
μA
V
    为了提高精度,扩大测量范围,在A/D转换前还要将信号加以放大并进行零点迁移,因而一个高稳定性的、高精度的放大电路是必须的。当温度变化时,AD590会产生电流变化,当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时,这个电阻上的压降为10mV,即转换成10mV/K,为了使此10kΩ电阻精确,可用一个9kΩ的电阻与一个2kΩ的电位器串联,然后通过调节电位器来获得精确的10k
Ω。运算放大器A1被接成电压跟随器形式,以增加信号的输入阻抗,(即把绝对温度转成摄氏温度),最后由运放A3反相并放大5倍输送给A/D转换器。具体硬件连接图如图2所示。
  
图2