模电课设—温度传感器设计

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1、武汉理工大学模拟电路课程设计报告初始条件：具备模拟电了电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。第一节引言31.1水温控制系统概述31.2本设计任务和主要内容3第二节系统主要硬件电路设计32.1单片机控制系统原理32.2单片机电源部42.3温度采样电路42.3.1温度传感器的选取42.3.2温度传感器AD59052.3.3电路原理及参数计算52.3.4ADC0804性能描述62.4温度显刀v部分72・5单片机控制部分7第三节系统的软件设计7第四节总电路图10第五节•系统测试方法105.1测试仪器105.2

2、部分指标测试方法11第六节小结与体会11结束语11附录：1元器件清单122主要参考文献资料12附表1总电路图13・第一节引言随着科学研究、工业和家用电器等方面对测温和温控的需要，各种新型的集成电路温度传感器不断被研制出来。集成温度传感器是将温敏晶体管与和应的辅助电路集成在同一块芯片上。它能直接给出止比于绝对温度的理想线性输出。利用AT89C51单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上。在众多温度传感器屮，集成温度传感器AD590因其线性好、精确度高和易于实现计算机在线测试与数据处理等优点.在生活中有着

3、广泛的应用。温度检测系统概述能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，虽然木设计是节省电能角度出发，而电能乂是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将而临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的截角度出发，节省电能，保护环境。・1.2本设计任务和主要内容设计并制作一个温度检测系统。本设计主要内容如下：(1)温度测定范围为0〜99°C,最小区分度为1°C,标定温度W1°C。(2)环境温度降低时温度测量的静态误差W1°C。(3)用十进制数码管显示水的实际温度。•

4、第二节系统主要硬件电路设计•2.1单片机控制系统原理•2.2单片机电源部分U4780512

5、iTj—*TvtnvN0C7lOOOuF2Vcc+C6.ir二二二■巨1UWUT；二C5GND•2・3温度采样电路•2.3.1温度传感器的选取目前市场上温度传感器较多，有以下几种：方案一：选用钳电阻温度传感器，此类温度传感器线性度、稳定性等方面性能都很好，但其成本较高。方案二：采用热敏电阻，选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热皱电阻的非线性特性会影响系统的精度。方案三：选用美国AnalogDevices公司生产的二端集成电流传感器AD590o其测量范围在-50°C—+150°C,满刻度

6、范围误差为±0.3°C,当电源电压在5—10V之间，稳定度为1%时，误差只有土o.orCo此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点其各方面特性都满足此系统的设计要求。比较以上三种方案，方案三具有明显的优点，因此选用方案三。2.3.2温度传感器AD590测量范围在-50°C—+150°C,满刻度范围误差为±0.3°C,当电源电压在5—10V之间，稳定度为1%时，误差只有土O.OPCoAD590为电流型传感器温度每变化1°C其电流变化luA在35°C和95°C输出电流分别为30&2uA和368.2uAo其外形如图1,采用金属圆壳3脚封装，管脚1为电源正端“+”，2脚为电流输

7、出端“-”，3脚为管壳接地端，一般不用。电路符号如图2所示。图1AD590的金属圆壳封装结构图2AD590的电路符号•2.3.3电路原理及参数计算912V12K§I10K1、AD590的输出电流I二(273+T)uA(T为摄氏温度)，因此测量的电压V为(273+T)uAX10K=(2.73+T/100)Vo为了将电压测量出来又务须使输出电流I不分流出来，我们使用电压跟随器其输岀电压V2等于输入电压V。2、由于一般电源供应教矽器件Z后，电源是带杂波的，因此我们使用齐纳二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，具输出电压VI需调整至2.73V3、接下来我们用差动放大器使其输出V。为(1

8、00K/10K)-(V2-V1)二T/10。由于ADC0804的最大输入电压为5V,所以将电路中的100KQ电阻分别用一个47KQ的电阻和5KQ的滑动变阻器的串联电路代替。这样，当温度在0-100°C变化时，输出的电压V。的范围是0-5Vo•2.3.4ADC0804性能描述ADC0804为8bit的一路A/D转换器，其输入电压范围在0—5v,转换速度小于lOOus,转换精度0.39%oR121怎VCC?4I-z—€4-c50pFR1VCCEZ三三2tkRl.csRDW>CLK-I