课程设课程设计aspan class=

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1、智能温度测量仪摘要：随着现代工业技术的迅猛发展，工业上的各种技术指标精度的要求也越来越高，在众多的指标中，温度的测量是一个永恒的话题，只有了精确地温度测量，才能把加热和散热的工作做得更好。本课题是智能温度测量仪设计,由单片机AT89C51芯片为核心，和LED数码管显示，MC14433转换器和辅以必要的电路，构成的一个单片机智能温度测量仪。本设计详细介绍了智能温度测量仪的工作原理，硬件电路组成，软件设计的思路。主要包括以下几个模块：传感器模块、A/D转换模块、LCD显示器模块、单片机控制模块、和报警器模块等组成。能够智能

2、对环境温度随时随地检测与显示，当环境温度超出预警值时，发出声报警。【关键词】：AT89C51单片机、模数转换、温度采集。1.1指标要求①　配合温度传感器，实现温度的测量；②　具有开机自检、自动调零功能；具有克服随机误差的数字滤波功能；③　使220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能。主要技术指标测量温度范围：①　0～150℃测量误差：≤1%②　显示方式：4位LED数码管显示被测温度值。1.2智能型DVM的设计功能要求①　可以测量200V以下的直流电压具有开机自检、自动量程转换功能；②　具有克服随

3、机误差的数字滤波功能；③　使用220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能。主要技术指标：①　直流电压量程：200mV、2V、20V、200V①　测量误差：≤1%②　输入电阻：10MΩ③　显示方式：4位LED数码管显示被测电压值。2.1传感器的选择方案一：热电阻。温度范围：-260~+850℃；精度：0.001℃；热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，

4、它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。方案二：AD590。温度范围为-55℃~+150℃；电源电压范围为4～30V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；输出电阻为710mΩ；精度高，AD590在-55℃~+-150℃范

5、围内，非线性误差仅为±0.3℃。AD590是美国ANALOGDEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1µA/K。AD590适用于150°C以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。AD590最重要的特性是：度每增加1℃，它会增加1μA输

6、出电流。AD590的接口电路十分简单，不需要外围温度补偿和线性处理电路，便安装调试。比较方案一和二，方案二更适合本设计的温度测量仪。2.2传感器采集电路我们选用的是AD590温度传感器，AD590产生的电流与绝对温度成正比，它可接收的工作电压为4V－30V，检测的温度范围为－55℃－＋150℃，它有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1uA。在AD590的温度变化范围内，经过10KΩ之后采样到的电压变化在2.182V－4.232V之间，不超过5V所参考的电压范，因此我们采用参考电压+5V。由此可计算出经过A

7、/D转换之后的摄氏温度显示的数据为：如果（D*2350/128）＜2732，则显示的温度值为－（2732－（D*2350/128））如果（D*2350/128）≥2732，则显示的温度值为＋（（D*2350/128）－2732）由于本次设计的温度测量范围是0～150℃，所以在对我们而言，温度传感器给出的电压值就是2.732V～4.232V之间。这里我们不难发现一个问题，传感器给出的电压差值只有1V，而我们A/D转换器的参考电平VREF(+)是5V，也就是说我们不能充分利用A/D转换器，导致转换精度不高，所以这种直接由温

8、度传感器给模拟信号的方式并不可行。针对此问题，本设计采用了UA741运算放大器对传感器的电压信号进行了稳压、放大、反向，把模拟信号由2.732V～4.232V变成了0～5V,这样就实现了与A/D转换器的参考电压相同，精度就提高了。具体电路接线图如下：2.3转换器MC14433MC14433是美国Motorola公司推出的垫片31/