基于单片机和LM35的温度测量系统

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1、一、设计目的与意义和任务分析1、设计目的与意义《测控电路》课程设计是测控电路课程体系的一个重要环节，是按照《控电路设计与实践》教学大纲要求所进行的重要实践教学内容，是引导学生把基础理论与实际应用相结合的一个必不可少的中间环节。通过本设计，要求学生利用所学的基础理论，从设计步骤、设计表达、实际电路调试等方面，全面掌握相关温度测量显示电路的设计与调试技术，培养学生综合运用所学知识进行工程设计的能力，包括动手能力，独立思考能力，以及分析和解决工程实际问题等能力。2、任务分析本次设计的主要任务是完成一个温

2、度范围为0-500C的温度测量显示电路的设计与制作。考虑到时间紧和学生兴趣不同，将任务分为设计为主和制作为主的为两个重点内容不同的模块，由同学根据自己兴趣选择。  二、设计概述1、传感器确定1）热敏电阻价格比较便宜、灵敏度比较好，在实际应用的时候线性度较差，另外调试比较困难。不适合使用。故不使用热敏电阻。2）AD590AD590拥有良好的线性关系，灵敏度较高、使用简单方便。但是这种传感器的价格比其他的两种都贵很多。故不选用。3）温度传感器LM35LM35是NS公司生产的LM35,他具有很高的工作精

3、度和摄氏温度线性成比例,且无需外部校准或微调,可以提供±1/4℃的常用的室温精度。LM35的输出电压与摄氏温度的线形关系可用下面公式表示VOUTLM35(T)=10mV/℃×T℃,0℃时输出为0V,每升高1℃,输出电压增加10mV。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种,其接法如图3与图4所示。正负双电源的供电模式可提供负温度的测量,单电源模式在25℃下电流约为50mA,非常省电。本系统采用的是单电源模式。图3　单电源模式图4　双电源模式考虑到成本，性能等方面的因素，所以在AD590、温度传感器L

4、M35和热敏电阻中选择了温度传感器LM35。2、系统方案设计、比较及选定1）方案一：ICL7107A/D转换&译码方案常见A/D转换器的转换方式有非积分式和积分式两类，如逐次逼近比较式A/D转换、斜坡电压式A/D转换等属于非积分式，其特点是转换速度快，但抗干扰能力差。电压反馈型V-F变换、双积分式A/D转换则属于积分式，其特点是抗干扰能力强、测量精度高，但转换速度低，在转换速度要求不太高的情况下，获得广泛应用。工作方框图：  电路原理图：  2）方案二：AVR单片机方案该电路上利用AVR单片机对输

5、入信号进行模数转换输出数字信号控制数码管显示温度值。并且可以通过编写程序对输入信号进行分段线性化处理，使得测量精度大大提高，而且该电路无须外接译码器，结构简单工作方框图电路原理图：该方案比较合理，但是限于对AVR单片机不是很娴熟，只得舍弃。3）方案三：8052单片机方案（实际使用的方案）由于我们的温度传感器是选择LM35，显然用低成本高可靠性的51单片机是最佳的方案，故我们选择该方案三、系统工作原理分析本系统由温度传感器LM35、微处理器、显示电路、软件构成。LM35输出的是就是表示摄氏温度的模拟

6、量，经A/DTLC1549C转换成数字量，再用8052单片机进行数据处理、译码、动态扫描显示等，下面的系统的总的框图： 1、微控制器原理本系统采用STC公司的STC89C52作为微控制器.STC89C52处理芯片 主要性能:与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双

7、数据指针、掉电标识符。　　功能特性描述:STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定

8、时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。