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1、自动化学院本科毕业设计（论文）自动化学院毕业设计（论文）题 目： 模拟量温度检测电路设计 专 业： 自动化（数控技术应用） 班 级： 学 号： 6学生姓名： 指导教师： 高级实验师 起迄日期： 2011年2月28日 至4月22日 设计地点： 摘要随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，温度自动检测和显示系统在很多领域得到广泛应用。人们在温度检测的准确度、便捷、快速等方面有着越来越高的要求。而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求，其渐渐被新型的温度传感器所代替。本文设计并制作了一个简易温度计。本设计采用了单片机AT89S52和温度传感器AD590组成了温度自动检测系统，可根据实际需
2、要任意设定温度值。在此设计中利用了AT89S52单片机作为主检测器件，AD590作为测温传感器通过LED数码管，实现温度显示。通过AD590直接读取被测温度值，进行数据转换，能够设置温度上下限来设置报警温度。并且在到达报警温度后，系统会自动报警。本文设计是从测温电路、主控电路、报警电路等几个方面来分析说明的。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及检测。另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度。从而简化数据传输与处理过程。此设计的优点主要体现在可操作性强，结构基础简单，拥有很大的扩展空间等。关键词：单片机；温度传感器；报警目录摘 要 I目 录II第一章 绪论.51.1 选题背景.5
3、1.2 选题目的及意义.5第二章 设计的整体方案.7 2.1 设计的主要内容7 2.2 设计性能要求. .7第三章 器件的选择.9 3.1单片机的选择9 3.1.1AT89S52的特点及选择原因.9 3.1.2工作模式及注意事项.93.2温度传感器的选择.103.2.1 AD590的特点及选择原因.113.2.2AD590的模拟电压的获得.12第四章 原理分析144.1按键电路.144.1.1按键电路设置.144.2报警系统14 4.2.1报警电路连接方式14第五章 程序流程分析16 5.1主程序框图.165.2A/D转换的软件实现165.2.1 ADC0809的工作过程.165.2.2 AD
4、C0809主要特性.175.3 温度采样软件设计.175.3.1 AD590相关知识.17第六章 体现与展望.19 6.1设计总结.19 6.2设计展望.19致 谢 21参考文献.22附录A.23第一章 绪论1.1选题背景随着人们生活水平的不断提高,单片机检测无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。单片机在检测领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。由单片机构成的温度检测、温度检测系统可广泛应用于很多领域。单片机在工业检测、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各检测领域的应用中独占鳌头。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单
5、片机的小电脑在为我们服务。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊检测化己成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域。温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是
6、微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度检测量，适配各种微检测器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。1.2 选题目的及意义随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。无论是在工业方面，农业方面或者是平民大众的生活当中，我们都能看到温度计的身影。传统的温度检测以热敏
7、电阻和AD590为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差。测温准确度低，检测系统也有一定的误差。因此，利用新型温度传感器取代旧式的温度传感器是必然的趋势，新型的温度传感器的优势越来越得到体现，越来越普及。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个检测领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。本设计的温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，不仅具有检测方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。其输出温度采用数字显示，
8、主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，测温传感器使用AD590，LED以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。同时计时器的应用，使得温度计在使用时能够提示运行时间，设置报警时间等。第二章 设计的整体方案2.1设计的主要内容根据系统的设计要求，当温度传感器AD590把所测得的温度发送到AT89S52单片机上，经AT89S52处理，将把温度在显示电路上显示，除了显示温度以外还可以设置一个报警温度，对所测温度进行监控。利用外接的按键设置电路，对温度进行上下限设置。当温度高于或低于设定温度时，开始报警并启动相应程序。同时，系统还会显示温度计已经工作的时间，方便用户进行简单的人机对话
9、。当开机后，计数器自动运行，开始记录已开机时间，在进行上下限操作时，计时的功能不关闭，持续计时。同时，能够设置报警温度，在到达报警时间后能够提示报警。利用AT89S52芯片控制温度传感器AD590进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。系统框图如图2-1所示：AT89S52报警电路温度传感器按键设定显示设备图2-1 系统框图选择AD590作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89S52为检测系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。AD590输出信号大，与温度有较好的线性关系，使用方便，测量精度高。温度每变化1，其输出电流变化1uA，绝对零度
10、时输出电压为零，0输出电流为273uA！AD590是将温度信号转化为电流信号！当LED液晶显示器接收到来自AT89S52单片机传送来的温度信息后，分别显示了当前的温度，温度上限，温度下限和温度计运行时间。2.2设计性能要求（1）利用温度传感器（AD590）测量某一点环境温度。（2）测量范围为-2555，精度为0.5。（3）用液晶进行实际温度值显示。（4）能够根据需要方便设定上下限报警温度。（5）当达到报警温度后，能够自动发出报警声。（6）显示测温时间，方便检测。第三章 器件的选择3.1单片机的选择本设计是选用AD590作为温度传感器，选用AT89S52单片机作为整个设计的核心处理器部分。通过处
11、理作为温度传感器传输的温度信息后，将处理后的信息传输给LED液晶显示器。所以用到的器件有AT89S52、AD590、LED等。3.1.1 AT89S52的特点及选择原因AT89S52作为温度测试系统设计的核心器件该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS一51的CMOS产品。片内含8K bytes的可贩毒擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件兼容标准的MCS-51指令系统。片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。结合了HMOS的高速和
12、高密度技术及CHMOS的低功耗特征。其具有如下性质：（1）与MCS-51 产品指令系统完全兼容（2）8K字节可重擦写Flash闪烁存储器。（3）寿命：1000写/擦循环。（4）数据保留时间：10年。（5）全静态工作：0Hz-24Hz。（6）三级程序存储器锁定。（7）128*8位内部RAM。（8）32可编程I/O线。（9）三个16位定时器/计数器。（10）8个中断源。（11）可编程串行通道。（12）低功耗的闲置和掉电模式。（13）片内振荡器和时钟电路。3.1.2 AT89S52的工作模式及注意事项AT89S52单片机有两种可用软件编程的省电模式，它们是空闲模式和掉电工作模式。这两种方式是检测专用寄存器PCON(即电源检测寄存器)中的PD（PCON1）和IDL(PCON0)位来实现的。PD是掉电模式，当PD=1时，激活掉电工作模式，单片机进入掉电工作状态。IDL是空闲等待方式，当IDL=1，激活空闲工作模式，点偏激进入睡眠状态。如需同时进入两种工作模式，即PD和IDL同时为1，则先激活掉电模式。在空闲工作状态下，CPU保持睡眠状态而所有的片内的
