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单片机智能电子温度计设计(电路图+原理图+源代码) 第3页

更新时间:2010-4-30:  来源:毕业论文
单片机智能电子温度计设计(电路图+原理图+源代码) 第3页
二、总系统设计方案
2.1 总系统方案设计描述
根据题目要求,将系统分为若干模块,以单片机为核心,完成多项功能。
 
图1   系统框图

系统框图如图1,AD590把采集的外部温度信号转换成相应的电压,再经过OP07运放放大后作为ADC0809的模拟输入信号,ADC0809将此模拟信号转换成数字信号,通过并口送入到单片机1。单片机1把这些信号处理后通过LED数码管显示出来,单片机2控制显示时间。
2.2 系统电路原理图
    见附录1。
如图所示,该电路主要由电源电路,温度检测、放大电路,单片机电路,A/D转换电路,按键输入、报警电路,数码管扫描显示电路组成。
2.2.1电源电路模块
 
图3   电源电路图
如图3所示,220V交流电经变压器市降压、桥式整流、电容滤波后由7812、7805、7905三端集成稳压管分别得到+12V、+5V、-5V电压。给整个电路供电。
2.2.2 温度检测、放大模块
 图4  AD590温度检测、放大电路图
如图4所示,温度检测、放大电路主要器件的作用:OP1:电压跟随器;OP2:电压跟随器;OP3:差分放大电路;AD590:温度传感器;SVR:零位调整。
   (1)AD590简介
AD590是电流输出型的半导体温度感测组件,主要特性如下:
1.具有线性输出电流。
2.宽广的操作温度范围(-55℃~150℃)。
3.宽广的工作电压范围(+4V~+30V)。
4.良好的隔离性。
AD590的包装与等效电路如图4所示,是TO-52型金属外壳包装。他是两端子的半导体温度感测组件,另有一端子是外壳接脚,可接地以减少噪声干扰。
AD590如同一个随温度而改变输出电流的定电流源,输出电流与外壳的开氏(K)温度成正比。开氏温度与摄氏温度的单位相等,0℃等于273.2K,100℃等于373.2K。当温度为0℃时,AD590的输出电流是273.2μA。而温度为100℃时,输出电流是373.2μA。温度每升高1℃,输出电流增加1μA,及温度系数为1μA/℃。
 
图5  AD590包装与等效电路图
(2)图2温度检测、放大电路原理
AD590当温度增加1℃时,其输出电流会增加1μA。即AD590的温度系数为1μA/℃。所以在T(℃)时的电流I1(T)为 ,而温度每变化1℃时,V2的电压变化是为 ,表示温度每增加1℃,V2会增加10mV。在0℃时V2就已经有电压存在,其值为 ,则T(℃)时 , 。
如图3所示,OP3组成差动放大器,电压增益为 。零位调整SVR1则用于抵补0℃的电压值,由差动放大器的公式 可得知,若调整SVR1使V1的电压为2.732V,则0℃时,差动放大器的输出VO为0V。也就是说,若温度是在0℃至50℃之间,则差动放大器的输出电压是在0V至5V之间,亦即每0.1V的输出代表温度上升1℃。与设计要求相符合。
2.2.3 A/D转换模块
 如图6:ADC0809把从放大电路传送过来的模拟信号转变成数字信号,并行传送给单片机的P0口,让单片机处理。
 图6   A/D转换电路图
(1)ADC0809简介
ADC0809是带有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。它是逐次逼近式A/D转换器,可以和单片机直接接口。
1)ADC0809的内部逻辑结构
由下图可知,ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入,共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量,当OE端为高电平时,才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
 图  ADC0809的内部逻辑结构图

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