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1、电子科技2008年第21卷第11期基于DS1420智能体温计的设计黎晓贞(南昌大学电工电子实验中心,江西南昌330029)摘要以AT89S52单片机为核心,由温度传感器及放大模块,采集数据处理模块,键盘数码管模块,语音模块和LCD显示模块组成。其中利用性能良好的温度传感器来实现温度和电压的变换,经过高精度的OP放大器后再通过12位的采样,保证了采样的精度。最后又通过软件操作,实现报警温度预置,LCD、LED显示,语音播放等功能实现了人机互动。关键词DS1420的应用;设计方案;设计框图;智能体温计中图分类号TP277文献标识码A文章编号1007-7820
2、(2008)11-031-04DesignoftheIntellectiveThermometerBasedonDS1420LiXiaozhen(ElectricalandElectronicExpermientCenter,NanchangUniversity,Nanchang330029,China)AbstractTheAT89S52SCMisthecoreoftheentiresystem,whichiscomposedofthetemperaturesensormodule,datacollectionmodule,dataprocessingmodule,key
3、boardnumbertubemodule,voicemoduleandLCDdisplaymodule.Thetemperaturesensorofgoodperformanceisusedtotransformtemperatureintoelectricalpres-sure.TheaccuracyofsamplingisguaranteedbytheOPmagnifierofhighprecisionand12bitsampling.Suchin-teractivefunctionsaswarntemperatureinitialization,LCDorLEDdis
4、playandsoundplayingarerealized.KeywordsapplicationofDS1420;designscheme;designflowchart;intellectivethermometer1总体设计框图2传感器的选择和设计方案比较本系统设计的智能精确温度计首先采用高精下面分析两种传感器设计方案的优缺点。度的温度传感器,通过高精度的放大得到0V~21集成专用温度传感器方案5V变化,再经过A/D转换后送入单片机处理数使用集成温度传感器,如AD590,LM35其中据。最后在单片机算法的处理下,实现人机互动LM35有3个引脚、电源、地端和电
5、压输出端。此接法接口。其总体设计框图,如图1所示。测不到0,所以采用电压抬高的方案,即可测得0,其输出为高阻差分输出。所以外接放大器要有双端变单端且输入阻抗高的放大器(在放大器方案中会具体讨论),这种方案调试方便、容易控制、调节输出[1]可以使其在0mV~500mV。原理图,如图2所示。22热电阻的方案图1硬件系统框图一般的热敏电阻精度比较低,不能达到精度的要求。采用Cu100铜热阻作为温度传感器,其特征收稿日期:2008-01-04参数线性度非常好,精度也高。将其接成桥氏测量作者简介:黎晓贞(1966-),女,助理实验师。研究方向:电路,构成TV变换。调节该参数
6、可使V0在0V电工电子技术。~5V,正好对应T=0~50。此方法的缺点是31基于DS1420智能体温计的设计要求后级小信号放大电路的精度非常高,其原理图,3放大器电路的设计如图3所示。因此选择方案一,即采用集成温度传由于集成温度传感器的动态范围小,所以需感器。此方案调试方便,不容易出错,线性度良好。要小信号放大电路。在精度要求上,选择高精度0P07运算放大器,把LM35的差模输出转换成单端输出,并且放大10倍,这就可使0V~5V变化对应0~50,放大倍数要求不高,选用一般的双单端变换网络。放大电路接成双端变单端电路构成,且放大10倍。调节调0电阻,可很好的抑制0漂移
7、。为确保精度,电阻采用稳定性较好的金属膜电阻,可调电阻用精密可调,这就保证了放大的精确性。例如:如果放大的反馈电阻变化超过1%每,实际温度为10的情况下,分析两种状态:精确放大情况下:10对应100mV放大10倍1V10位AD转换=205,电阻有偏差的情况下:10对应100mV放大99倍099V10位AD转换=191。图4原理图从上述分析可知,采样量化后两个数值相差较大。50围,而精度01所需的转换位数m=log2=01若经过单片机计算,加上计算误差,则难以达到精度01的
