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本文阐述了单片机在简单的数字温度测量仪设计过程中的应用。以温度传感器 AD590 经 LM324 放大电路，将温度信号转换为电压信号，通过 AD 变换器 ADC0809，将温度信号传送给单片机 AT89C52。单片机通过查询方式将 ADC0809 转换的数字信号进行采集处理，送 LED 进行显示，最后温度可以直接由 LED 读取。
1 系统的总体设计思想
1. 1 系统总体方案设计
该系统主要由四大部分组成: 前向信号采集、放大滤波电路、A/D 变换电路、温度显示。该系统是以AT89C52 单片机为核心进行设计的，充分利用单片机的数据处理及实时检测能力。温度信号是由灵敏度高、测量准确、性能可靠的热温度传感器 AD590 提供的，通过放大将电流信号转换为电压信号，由 AD 对模拟电压信号转换成数字信号，然后由单片机对数字信号进行采集、处理，将温度信号送 LED 显示。
1. 2 硬件各模块的设计
系统的硬件电路包括主机( AT89C52) 、温度检测、温度显示三大主要部分。图 1 为系统的结构模块图。
1. 2. 1 主机
由于单片机是按工业测控环境要求设计的，抗干扰能力强，环境要求不高，灵活性好，体积轻，可以降低系统的成本获得较好的性能。单片机选用AT89C52，它是一种低功耗、高性能的 CMOS 型 8 位微型计算机，它具有 8K 可编程 Flash 存储器，256 字节RAM，32 线 I / O 口，3 个 16 位定时 / 计数器，6 向量两极中断，一个双工串行口，具有片内自激振荡器和时钟电路等标准功能。此外，AT89C52 设有静态逻辑，用于运行到零频率，并支持软件选择的节电运行方式和空闲方式使 CPU 停止工作，而允许 RAM、定时/计数器、串行口和中断系统继续工作。在掉电方式下，片内振荡器停止工作，由于时钟被冻结，一切功能都停止，只有片内 RAM 的内容被保存，直到硬件复位才恢复正常工作。芯片上的 FlashROM 允 许 在 线( +5V) 电擦除、电写入或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程。所以我们选用 AT89C52。
1. 2. 2 温度检测
这部分包括温度传感器、变送器和 A/D 转换器三部分。
传感器可采用电流型传感器，其随着温度的变化输出相应的线形变化的电流，该电流通过一定的电阻转换成响应的电压送入变送器。变送器可采用一定放大倍数的放大器，放大倍数以能输出适合单片机处理的信号为宜。变送器输出信号进入 A/D 转换器，因为系统控制精度在0. 5 ℃，所以采用双积分型 A/D 转换器。
1. 2. 3 温度显示
本系统设有 3 位 LED 数码显示器，可直接用单片机的 I/O 口，采用并行口进行数据传送，采用软件进行动态扫描。
2 硬件电路的实现
2. 1 温度检测方法
温度的检测方法，一般采用热敏元件，如热电阻、热敏电阻、温敏二极管、温敏三极管等测温元件。热敏电阻的工作原理: 热敏电阻的阻值随温度的升高而成非线性急剧变化，一般具有负的温度系数，其阻值随温度升高而急剧减小，只有少数具有正的温度系数。热电阻的工作原理: 热电阻的阻值随温度的升高而增大并且阻值随温度按照近似的线性关系缓慢变化。
2. 2 温度检测原理与实现
温度检测采用图 2. 1 电路。
2. 2. 1 传感器的选择
AD590 是美国生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下:
( 1) 流过器件的电流等于器件所处环境的热力学温度度数，即:
式中 IT—流过器件( AD590) 的电流( mA) ;T—热力学温度( K) 。
( 2) AD590 的测温范围为 －55 ～150 ℃。
( 3) AD590 的电源电压范围为 4 ～30 V。电源电压可在4 ～6 V 范围变化，电流变化1 mA，相当于温度变化 1 K。AD590 可以承受 44 V 正向电压和 20 V 反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
( 4) 输出电阻为 710 MW。
( 5) 精度高。AD590 共有 I、J、K、L、M 五档，其中M 档精度最高，在 － 55 ～ 150 ℃ 范围内，非线性误差为± 0. 3 ℃ 。
