【摘要】：数字温度计的设计是为了满足工业生产或科研实验室等对温度智能高精度的测量要求,设计的一种基于STC10F04单片机的温度测量及显示电路。给出了系统硬件电路,对温度的实时探测采用DS18B20传感芯片作为监测元件,对集成温度传感器DS18B20的原理、主控芯片STC10F04单片机功能和应用做了介绍,最后对软件部分的设计流程及实现方法进行了详细的说明。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。使用4位LED模块显示,测量范围-55℃~+125℃,测量精度为±0.5%℃。
【作者单位】： 西安工业大学;
【关键词】： 温度测量 DSB 单片机 【分类号】：TH811 【DOI】：CNKI:SUN:HDZJ.0.2010-12-035 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，这就是数字温度计的设计理念。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10kΩ。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，由运放A2减去2.732做零位调整（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。具体数字温度计的设计硬件连接图如图2所示。 |
图2 AD590温度采集及模数转换电路2.3 ADC0804模数转换器AD590测温电路输出的电压信号为模拟信号，要进行数码显示，还需将此信号转换成数字信号。为此我们通过A/D转换器ADC0804将输入的模拟值转换成数字值，经AT89C51单片机处理后输出到P1以控制温度显示电路。ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，输入电压范围为0～5V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上，无须附加逻辑接口电路。具体硬件连接图如图2所示。2.4 七段码LED温度显示电路由发光二极管组成的七段码LED显示器是单片机应用产品中最常用的廉价输出设备，用于显示各种数字和字符。该数字温度计的温度显示由4位七段码LED显示器组成，单片机以并行通信方式从P1.0～P1.7口输出段码和控制信号，通过7447 TTL BCD译码器译码，用4个共阳极LED动态显示温度的各个数位。具体数字温度计的设计硬件连接图如图3所示。
图3 温度显示及单片机时钟、复位电路3.系统软件设计与编程该数字温度计软件部分用MCS-51汇编语言编程实现，采用模块化程序设计思想，将软件划分成若干单元，主要包括主程序、十进制数据转换及调整子程序、LED数码显示子程序和延时子程序等。本系统具体汇编源程序见后附。3.1 系统主程序 在主程序中，系统上电自动复位以后首先设置堆栈，然后启动ADC0804，开始转换AD590测温电路输入的电信号，待数据转换结束后读入到累加器A，然后进行十进制数据转换调整，输出给显示电路。主程序流程图如图4所示。
