1、方案設(shè)計(jì)與分析1溫度控制系統(tǒng)方案測(cè)溫系統(tǒng)采用集成溫度傳感器AD590測(cè)量溫度,AD590具有線性優(yōu)良、性能 穩(wěn)定、靈敏度高、無需補(bǔ)償、熱容量小、抗干擾能力強(qiáng)、可遠(yuǎn)距離測(cè)溫且使用方 便等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于各種冰箱、空調(diào)器、糧倉、冰庫、工業(yè)儀器配套和各種 溫度的測(cè)量和控制等領(lǐng)域。將AD590測(cè)得的溫度信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓量輸出，再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后， 將數(shù)據(jù)送入單片機(jī)處理，最后由顯示電路顯示所測(cè)溫度,此外還設(shè)有鍵盤,用來設(shè) 置溫度，將測(cè)得溫度與設(shè)置溫度比較后，由指示燈指示系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)。2硬件資源簡(jiǎn)介2.1 89C51 簡(jiǎn)介89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM F

2、alsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高 性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍 可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù) 擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃 爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89 C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一 種靈活性高且價(jià)廉的方案。2.3三端穩(wěn)壓器LM7805簡(jiǎn)介三端

3、穩(wěn)壓集成電路lm7805 電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有 正電壓輸出的lm78 xx系列和負(fù)電壓輸出的lm79xx系列。顧名思義，三 端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接 地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO- 220的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有l(wèi)m9013樣子的TO-92封裝。用lm78/lm79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電 源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路， 使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的lm78或lm79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如lm7806表示 輸出電壓為正6V, lm790

4、9表示輸出電壓為負(fù)9V。為三端固定集成穩(wěn)壓電 路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。AD590 簡(jiǎn)介AD590是美國ANALO G DEV ICES公司的單片集成兩端感溫電流源。 其主要特性如下：流過器件的電流(pA)等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度(開爾文)度數(shù)：I r/T=1 式中，Ir流過器件(AD590)的電流，單位為pA； T熱力學(xué)溫 度，單位為K；AD590 的測(cè)溫范圍為-55C+150 C； AD590的電源電壓范圍為430 V，可以承受44 V正向電壓和20 V 反向電壓，因而器件即使反接也不會(huì)被損壞；輸出電阻為710 m。；精度高，AD590在-55C+150 C范圍內(nèi)，非線性誤差僅

5、為0.3C。ADC0801 簡(jiǎn)介ADC0801是逐次逼近式8位MOS型AD轉(zhuǎn)換器。3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖溫度系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖3-1所示。主要包括溫度采集、實(shí)時(shí)溫度顯示、 報(bào)警指示、輸入鍵盤，系統(tǒng)核心采用AT89C51單片機(jī)作為微處理器。圖3-1系統(tǒng)總體原理框圖溫度采集部分將數(shù)據(jù)傳入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后送到實(shí)時(shí)顯示部分顯 示。實(shí)時(shí)顯示部分可以顯示通過鍵盤輸入的設(shè)置溫度，默認(rèn)設(shè)置溫度為20C。 將所測(cè)溫度與設(shè)置的溫度進(jìn)行比較后報(bào)警。4系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1硬件設(shè)計(jì)4.1.1電源設(shè)計(jì)測(cè)溫電路需要+12V、-12V電源，單片機(jī)系統(tǒng)和顯示電路需要+5V電源，將 220V交流電壓變壓整流后經(jīng)三端穩(wěn)壓器LM7805

6、、LM7812、LM7912分別輸出 +5V、+12V、-12V 電壓。圖4-14.1.2最小系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)，采取上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種復(fù)位方式。連接 電路圖如圖4-2。圖4-24.1.3鍵盤設(shè)計(jì)設(shè)置溫度值采用兩個(gè)按鍵，以中斷方式輸入，分別接單片機(jī)的P32和P33 口， 一個(gè)按鍵控制數(shù)值遞增，另一個(gè)控制遞減。圖4-34.1.4 顯示 LED顯示分為兩部分，分別顯示兩位測(cè)得溫度值和兩位設(shè)置的溫度值，為減少對(duì) 單片機(jī)IO 口的占用，采用掃描顯示方式，將四個(gè)數(shù)碼管并聯(lián)，數(shù)據(jù)口接單片機(jī) P2 口，控制端接P1 口的低四位。圖4-44.1.5輸入部分測(cè)溫電路首先應(yīng)將電流轉(zhuǎn)換成電壓

7、。由于AD590為電流輸出元件，在0C時(shí) 輸出的電流I=273 uA，溫度T每增加1C, I增加1u A。輸出的電壓變化為：v=1uAxR2系統(tǒng)要求電壓變化范圍在05伏，可解得R2 CLK-INWR1DO17DI2616D215D38 1HD4D213D5LL.C2DI EE.12D6lOOuFlI 11D7out|R21 Y9D132DIpIE5C3710O.luFcfi1R519 |1.1rnicl50pFk 1U2|ADC0801.1圖4-64.2軟件設(shè)計(jì)4.2.1主程序主程序流程框圖如圖4-2-1,外部中斷0的中斷服務(wù)程序流程框圖見圖4-2-2, 外部中斷1的中斷服務(wù)程序見圖4-2-3

8、。圖4-2-1主程序流程圖圖4-2-3外部中斷1服圖4-2-2外部中斷0服務(wù)程序流程圖 務(wù)程序流程圖4.2.2模塊化設(shè)計(jì)程序#include reg51.h”#include intrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit ds=P1A0;sbit dula=P2A6;sbit wela=P2A7;uchar flag ;uint temp;uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d, 0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0

9、x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;uchar code table1=0 xbf,0 x86,0 xdb,0 xcf,0 xe6,0 xed,0 xfd,0 x87,0 xff,0 xef;void TempDelay (uchar us)while(us-);void delay(uint count)uint i;while(count)i=200;while(i0)i-;count-;void init_com() TMOD=0 x20;TH1=0 xfd;TL1=0 xfd;TR1=1;SM0=0;/ REN=1;PCON=0;/ SMOD=0;/ EA=1;/E

10、S=1;void display(uint temp)uchar qian,bai,shi,ge;qian=temp/1000;bai=t temp%1000/100;shi=temp%100/10;ge=temp%100%10;dula=0;P0=table1qian;dula=1;dula=0;P0=0 xfe;wela=1;wela=0;delay(1);P0=tablebai;dula=1;wela=0;P0=0 xfd;wela=1;wela=0;delay(1);P0=table1shi;dula=1;dula=0;P0=0 xfc;wela=1;wela=0;delay(1);P0=tablege;dula=1;dula=0;P0=0 xfb;wela=1;wela=0;delay(1);5方案綜合評(píng)價(jià)與分析本設(shè)計(jì)采用集成溫度傳感器AD590測(cè)量溫度,AD590具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn) 定、靈敏度高、無需補(bǔ)償、熱容量小、抗干擾能力強(qiáng)、可遠(yuǎn)距離測(cè)溫且使用方便 等優(yōu)點(diǎn)。將AD590測(cè)得的溫度信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓量輸出，再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后， 將數(shù)據(jù)送入單片機(jī)處理，最后由顯示電路顯示所測(cè)溫度,此外還設(shè)有鍵盤,用來