课程设计题目
中等精度0.1C温度测量电路设计热敏二极管
一、对题目的认识和理解
温度测量与控制电路是在实际应用中相当广泛的测量电路。本次设计主要运用基本的模拟电子技术和数字电子技术的知识 同时综合温度传感器的相关应用从基本的单兀电路出发实现了温度测量与控制电路的设计。
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化所以能作温度传感器的材料相当多。 温度传感器随温度而引起物理参数变化的有膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪等等。随着生产的发展新型温度传感器还会涌现。
PN结温敏二极管是一种新型感温元件。它与传统的测温元件相比具有线性好灵度高响应快稳定性好不需要冷端补偿使用方便等特点。
二、方案设计与认证
方案一
铂电阻测温是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器 由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温范围的温度测量中。但在这种检测电路中不平衡电桥中以及铂电阻的阻值和温度之间的非线性特性给
最后的温度测量来了一定的误差不但增加了电路的复杂性而且由于包括传感器在内的各种硬件本身的缺陷和弱点 所以往往难以达到较高的指标要求。
方案二
PN结温度传感器是利用晶体二极管或三极管的 P-N结电压随温度的变化而变化。例如硅管的PN结的电压温度每升高摄氏一度时电压约下降1mV。这种传感器有较好的线性度灵敏度高热时间常数约0.2s—2s 其测温范围为-50 °—150°C。可用于一些高要求的温度检测。 又数码管显示电路较为精确 加上选择电路后使用芯片DH7107 然后与数码管相连组成A/D转换部分和数字显示部分。电路简单可靠精确度不高但价格适中较AD590更为经济适用。
综上所述采用方案二作为合适的选择。
三、整体设计方案
1 、基本设计要求基于PN结的温度传感器设计测量范围0〜100°C,数码管显示温度变化测量误差精确到1~0.5° 能设置温度上下限和实现报警功能。
2、系统的基本方案
测温工作原理传感器通过外界温度的变化 使得加在其两端的电压发生变化当温度上升时其两端的电压会下降并且
通过温度与电压的比例关系将电压值送到 ADC0809进行AD 转换将转换输出的0、1代码送到S51单片机处理后送到数码管显示通过数码管显示当前温度。
图2.1测温原理图
3、设计操作
1 4个按键分别控制复位、温度上下限报警设置、时间设置、加减计数
2上电并下载程序后数码管显示当前周边环境温度值
3超过设置的温度上下限之后蜂鸣器鸣响实现报警功能
4 2个电位器分别为调节运放大增益和基准电压。
4、主要芯片介绍
1 AT 89 S 52介绍
主要性能 与MCS-51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 OHz33HZ、 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、双数据指针、掉电标识符。
功能特性描述
AT89S52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Atmel公司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和在系统可编程
Flash使得AT89S52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。AT89S52具有以下标准功能8k字节Flash 256字节RA M。 32位I/O口线看门狗定时器 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AT 89 S 52可降至O H Z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RA M、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下RA M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。 8位微控制器8K字节在系统可编程Flash AT89S52
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端口写一1 I时引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时 P0口也
被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下 P0具有内部上拉电阻。在flash编程时 P0口也用来接收指令字节在程序校验时输出指令字节。程序校验时需要外部上拉电阻。
P1口 P1口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向I/O 口 p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写一1 I I时内部上拉电阻把端口拉高此时可以作为输入口使用。作为输入使用时。被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因 将输出电流 I IL 。此外P10和P1 .2分别作定时器/计数器2的外部计数输入P1 .0/T2和时器/计数器2的触发输入P1 .1/T2EX具体如下表所示。
在flash编程和校验时 P1口接收低8位地址字节。
引脚号第二功能
P1 .0T2 定时器/计数器T2的外部计数输入 ,时钟输出
P1 .1 T2EX定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制
P1 .5 MOSI 在系统编程用
P1 .6MISO 在系统编程用
P1 .7SCK 在系统编程用
P2口 P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口 P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写一1 I I
时内部上拉电阻把端口拉高。此时可以作为输入口使用。作为输入
联系客服
