单片机课设AD590温度传感器.doc

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1、摘要所要设计的为AD590温度传感器，并通过A/D转换器输出数字信号。再通过单片机编程，最后通过LED显示器显示当前温度。本文介绍了基于AD590与8051单片机的一种温度采集系统，该电路采用ADC0809作为A/D转换元件，将AD590采集的模拟温度信号转换成数字信号，传输到单片机部，最后通过共阴极LED显示出来，温度测量围0℃~99℃。要求能够正确的显示温度传感器的温度。使用3位LED模块显示，显示测量温度数值。目录第一章温度采集………………………………………………………………11.1AD590测温原理…………………………………………………………...11.2测量电路设计………………………

2、………………………………………2第二章A/D转换器件………………………………………………………..52.1AD590简介…………………………………………………………………...5第三章控制器件介绍………………………………………………………..8第四章显示器件介绍…………………………………………………………9第五章硬件电路设计…………………………………………………………10参考文献………………………………………………………………………………11附录………………………………………………………………………………………12第一章温度采集器件1.1AD590测温原理AD590是一恒定源器件，输出的电流值

3、与它所测的绝对温度有精确的线性关系。由于厂家生产时采用激光微调来校正集成电路的薄膜电阻，使其在摄氏零度（对应绝对温度为273.2K）输出电流为273.2uA，灵敏度为1uA/K，当其感受温度升高或降低时，输出电流为1uA/K的增大或减少，从而将被测温度线性转换为电流形式输出，在测量电路中，将其电流转换成电压，则可用电压形式来表示温度的大小。由于AD590输出电流设计为开氏温标对应，而且工作电压围大，因此，在实际应用中应注意以下几个问题。AD590在摄氏零度时，输出电流值为273.2uA，它与热力学温度273.2K相对应。而人们习惯用摄氏温标表示温度，摄氏温标与开氏温标转换关系即T（K）=273

4、.2+t(℃)(1.1)在信号处理时，将开氏温度转换为摄氏温度。AD590的工作电压可以在4V~30V围选用，但某一工作电压一经确定后，应尽可能使其稳定，因为工作电压波动将引起AD590输出电流在一定程度上的相对漂移，造成测量误差。AD590输出电流在远距离传输时，虽然它对导线产生的压降不敏感，但应避免传输导线回路受电磁干扰影响产生感应电动势而导致回路电流变换，造成测量误差。由于AD590的温度变化围在-55℃～+150℃之间，经过10K之后采样到的电压变化在2.182V～4.232V之间，不超过5V电压表示的围，因此参考电压取电源电压VCC（实测VCC=4.70V）。由此可计算出经过A/D转

5、换之后的摄氏温度现实的数据。由于AD590的增益有偏差，电阻也有偏差，因此应对电阻进行调整。调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中调整电位器，值如下表示：摄氏温度AD590电流经10K电压0℃273.2uA2.732V10℃283.2uA2.832V20℃293.2uA2.932V30℃303.2uA3.032V40℃313.2uA3.132V50℃323.2uA3.232V60℃333.2uA3.332V100℃373.2uA3.732V表1.1温度与电流关系1.2测量电路设计AD590对温度变化体现为电流变化，温度和电流呈线性关系，而A/D转换器采集的为电压信号，因此需要有电流电压转换

6、电路，将电流信号转换成电压信号，转换电路如图1.2所示图1.2电流电压转换电路图中电容C4起滤波作用。该电路中，考虑到测温围是0度至5050度，而AD590输出电压围为0～5V，故电阻R2取3.3K，其中R2是滑动变阻器，精度高于R3，电阻R4取100K，R5取50K，R4是滑动变阻器，精度高与R5，R6取33K。运放是温度电压变换电路，为测试方便，设计时将0度时的输出电压定为0V，每升高一度输出电压上升100mV，与电压之间的关系为：U=K(T-T0)V(1.2)式中，K—比例系数，K=0.98V/度，T—环境温度，单位为度，T0——测温下限0度。由图2.9设流过R2、R3电流为I1，流过传

7、感器电流为I2，通过R4、R5电流为I3。由分流得：I3=I2-I1(1.3)由于AD590测得温度为开氏温度必须转换为摄氏温度，式见（1.1）当T=+50度和T=0度时，变换电路输出电压上限Umax=5V，电压下限为Umin=0V,实现的方法是:首先调整R2，使得I1=273.2uA。当温度为0度时，通过AD590的电流I2=273.2uA，此时I3=0uA，R4、R5上无压降，即输出电压为0V