简易温度采集与控制系统设计课程设计

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1、物理与电子工程学院课程设计题目:简易温度采集与控制系统设计专业电子信息工程目录1．任务提出与方案论证32．总体设计32.1温度采集电路设计(温度采样及模数转换)42.2单片机控制电路设计53．温度控制系统的硬件设计73.1电源电路73.2传感器与变送器电路83.4单片机最小系统104系统调试及性能分析124.1系统调试124.2系统性能分析125.调试135.1　数码管显示的调试135.2　AD590测温电路的调试135.3　主电路的调试136.结论15参考文献16附件一元件清单17附件二单片机仿真18附件三硬件图19附件四程序设计20简易温度采集与控制系统设计［摘要］

2、温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、A/D转换电路组成。它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、温度传感器AD590做温度检测器.LED数码管做温度显示输出设备。硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方便。[关键词]：AT89C51AD590传感器温度1．任务提出与方案论证温度测控系统设计的基本思路是采用一个控制芯片，将采集进来的信号，进行放大，调幅，滤波，最后通过A/D转换后，输入到控制芯片中，通过程序将各个模块连接起来，实现整套系统的功能。控制芯片采用的AT89C51。A/D转换芯片的选择ADC0809，该芯片带

3、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，可以与单片机直接接口。最后整体方案是用AD590采集温度，经过采集电路放大，滤波之后，通过ADC0809转换，输入单片机AT89C51，经过程序处理最后直观的呈现在数码管上。2．总体设计总体框图如图1所示，以单片机系统为核心，通过温度传感器AD590将温度信号转换为电流信号，放大后，经A/D转换器ADC0809将送进来的模拟信号转换成数字信号后送到单片机处理，并将采集的温度值与键盘设定的温度值进行比较，通过内部的程序处理，将最后的结果显示在数码管上。主控制器（ATC89C51）AD590测温电路温

4、度显示数模转换器ADC0809图1温度采集系统结构框图主要模块：AD590采集测温模块，ADC0809和AT89C51的A/D转换和主控制模块，液晶显示模块。为了增强系统的抗干扰性，各模块独立制板。2.1温度采集电路设计(温度采样及模数转换)温度采样处理电路由温度传感器、A/D转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。采用温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择热敏电阻作为温度采集电路的核心器件。由热敏电阻及辅助电路构成温度采集电路。温度采集流程图如图2。热

5、敏电阻送入ADC0809启动A/D转换读取转换数据将转换数据存于片内RAM20H单元返回转换结束否图2温度采样及模数转换流程图2.2单片机控制电路设计单片机控制电路核心是单片机芯片，其加上工作基本电路，就可以展开控制工作。本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、和数码管显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809进行模数转换，转换所得的数字量输入到89C51，经单片机进行程序控制然后显示在数码管上。在温度采集模块里面该设计采用的是热点偶，热点偶是一种感温元件，它能将温度信号转换成热电势信号，通过电气测量仪表的配合就

6、能测量出被测的温度，热点偶是工业上最常用的温度检测元件之一，其优点是：（1）测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响；（2）测量范围广。常用的热点偶从-15~100℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃，最高可达+2800℃；（3）构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。当温度传感器感应到温度范围在0~100℃,通过放大器进行放大，可变电阻阻值变大，把温度转换为电压，通过RD0-,RD0+,RDP-OUT输出，没有感应到时，放大器没有工作，无信号输出，RD0-,RD0+

7、,RDP-OUT输出的电平可以判断出温度传感器是否检测到温度。3．温度控制系统的硬件设计3.1电源电路电源电路由变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和三端稳压电路构成如图3-1和图3-2。测温电路需要+12V、-12V电源，单片机系统和显示电路需要+5V电源，将220V交流电压整流后经三端稳压器LM7805、LM7812、LM7912分别输出+5V、+12V、-12V电压，其电路图如图所示图3-1电源电路图图3-2电源PCB板图3.2传感器与变送器电路AD590是美国AD公司研制的一种电流式集成温度传感器。其直流工作电压为+4V到+30V，