传感器原理及应用课程设计报告

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1、传感器原理及应用课程设计报告一、设计题目：1.基于AD590的温度检测系统。2.光电计数器的设计。二要求:1.温度检测系统所要达到的功能：（1）测温范围－55℃～＋150℃。（2）所需电路原理图，放大电路部分，A/D转换部分，显示电路部分通过查阅资料，文献，自行设计。（3）明确设计目的2.光电计数器所要达到的功能(1)数码管可以显示产品个数（0-99），自由设定产品报警个数（比如8），当产品数目是8的个数时，发出报警（蜂鸣器响）。(2)独立设计电路，应包括单片机小系统、红外光电开关、数码管显示部分。三．设计方案：根据指导老师要求需要将两个设计题目整合到一个系统中。经过分析和查找

2、大量的资料以及同组成员的讨论，得出以下设计方案：1.选择STC89C52单片机作为主控芯片。该芯片有32个I/O口，两个外部中断入口，两个定时计数器。可以实现此系统。2.选用AD590作为温度传感器。AD590工作原理及特性：（1） 其输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Io=(273+25)=298μA。（2） 可测量范围-55℃至150℃。（3） 供电电压范围+4V至+30V。精度高。（4）AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。本

3、次选用AD590JH，其非线形度+-1.5度测量范围-55℃～+150℃。（5）AD590封装及典型电路9Vo的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为2.98V(10K×298μA)。量测Vo时,不可分出任何电流,否则量测值会不准。3.由于AD590输出为电流量单片机不能直接读取，因此需要通过串联电阻将电流量转换为电压量，在由模数转换芯片AD0804将电压量转换为其对应的数字量，然后通过软件将采集到的电压量转化为温度进行显示。AD0804工作原理及特性：（1）AD0804引脚图9（2）ADC0804电气特性：(1)高阻抗状态输出(2)分辨率：8位(0~255)(3)存取时

4、间：135ms(4)转换时间：100ms(5)总误差：-1~+1LSB(6)工作温度：ADC0804C为0度~70度；ADC0804L为-40度~85度(7)模拟输入电压范围：0V~5V(8)参考电压：2.5V(9)工作电压：5V(10)输出为三态结构（3）AD0804引脚功能：1(CS)引脚：ChipSelect，与RD、WR接脚的输入电压高低一起判断读取或写入与否，当其为低位准(low)时会active。2(RD)引脚：Read。当CS、RD皆为低位准(low)时，ADC0804会将转换后的数字讯号经由DB7~DB0输出至其它处理单元。3(WR)引脚：启动转换的控制讯号。当C

5、S、WR皆为低位准(low)时ADC0804做清除的动作，系统重置。当WR由0→1且CS＝0时，ADC0804会开始转换信号，此时INTR设定为高位准(high)。4引脚和19引脚(CLKIN、CLKR)：频率输入/输出。频率输入可连接处理单元的讯号频率范围为100kHz至8009kHz。而频率输出频率最大值无法大于640KHz，一般可选用外部或内部来提供频率。若在CLKR及CLKIN加上电阻及电容，则可产生ADC工作所需的时序，其频率约为：5(INTR)引脚：中断请求。转换期间为高位准(high)，等到转换完毕时INTR会变为低位准(low)告知其它的处理单元已转换完成，可读取

6、数字数据。6引脚和7引脚(VIN(+)、VIN(-))：差动模拟讯号的输入端。输入电压VIN＝VIN(+)－VIN(-)，通常使用单端输入，而将VIN(-)接地。8(AGND)引脚:模拟电压的接地端。9(VREF∕2)引脚︰模拟参考电压输入端。VREF为模拟输入电压VIN的上限值。若PIN9空接，则VIN的上限值即为VCC。10(DGND)引脚︰数字电压的接地端。11~18(DB7~DB0)引脚︰转换后之数字数据输出端。20(Vcc)引脚︰驱动电压输入端。（4）AD0804典型接线图9频率计算方法是Fck=1/（1.1*R*C）以上图为例R=10KΩ，C=150PF则其内部转换频

7、率是Fck=1/（101*10KΩ*150PF）=606KHz更换不同的R,C值会有不同的转换频率，而频率越高代表速度越快。R,C的组合，务必使频率范围在100KHz~1460KHz之间。（5）AD0804时序图91.首先CS片选端拉低AD0804时能2.第三引脚（WR）来一个下降沿脉冲，开始进行模拟/数字信号转换3.转换完毕后AD0804中断输出引脚INTR将高电位将至低电位4.装换完成后在CS低电平期间AD0804第二引脚来一个下降沿脉冲读取AD转换结果5.光电计数器采用反射