AD590温度测量与显示.doc
摘要
在当今信息化时代展过程中，各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件已经成为各个应用领域中不可缺少的重要技术工具。温度是一个根本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。本设计为AD590温度传感器，并通过A/D转换器输出数字信号，并通过单片机编程，最后通过LED显示器显示当前温度。
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化为数字信号，传输到单片机内部，最后用共阴极LED显示出来，温度测量范围0℃~99℃，小数点后显示一位。要求使用3位LED模块正确的显示温度传感器的温度。
关键字：AD590A/D转换器LED显示单片机编程
总方案及原理图
本设计主要包括大模块：数据采集模块、控制模块、A/D转换模块、显示模块。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化为数字信号，传输到单片机内部，最后用共阴极LED显示出来。首先绘制出工作流程图，然后连接好硬件电路，写入汇编程序，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了汇编语言进行编程，使用了显示模块程序、转换数据存取程序、A/D转换程序。其结构框图如图1-1：
图1-1
第二章各模块的功能及其原理
2.1AD590的功能及特性
AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。根据特性分挡，AD590的后缀以I，J，K，L，M表示。AD590L，AD590M一般用于精密温度测量电路，其电路外形如图1所示，它采用金属壳3脚封装，其中1脚为电源正端V＋；2脚为电流输出端I0；3脚为管壳，一般不用。集成温度传感器的电路符号如图1-1所示。
图2-1
AD590的主特性参数如下：
工作电压：4～30V；工作温度：－55～＋150℃；
保存温度：－65～＋175℃；
正向电压：＋44V；
反向电压：－20V；
焊接温度〔10秒〕：300℃；
灵敏度：1μA／K。
2.2AD590的工作原理
测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，广泛应用于不同的温度控制场合由于AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，常用于测温和热电偶的冷端补偿。
AD590温度传感器是单片集成两端感温电流源，测温范围为－55℃～＋150℃，其电源电压可在4V～6V范围变化，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。AD590产生的电流与绝对温度成正比，它有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1μA。因此在室温25℃时，其输出电流Iout=〔273+25〕=298μA。
其线性表如表2-1：
摄氏温度
AD590电流
经10KΩ电压
0℃
273.2uA
2.732V
10℃
283.2uA
2.832V
20℃
293.2uA
2.932V
30℃
303.2uA
3.032V
40℃
313.2uA
3.132V
50℃
323.2uA
3.232V
60℃
333.2uA
3.332V
100℃
373.2uA
3.732V
表2-1
实验室所提供的电位器最大值为5伏，我们需经过放大器放大，而根据输出电压通过单片机后，最终由LED显示器显示相应的温度。其总电路图如图2-2所示：
图2-2
一级运算为稳定输出电压，二级运放为输出电压减小2.732v，使输出电压从零开始，三级运放为放大电压到5v。因此可得温度与电压的线性表如表2-2：
温度
电压
0℃
0V
10℃
0.5V
20℃
1V
30℃
1.5V
40℃
2V
50℃
2.5V
60℃
3V
70℃
3.5V
80℃
4V
90℃
4.5V
100℃
5V
表2-2
2.3A/D转换模块
ADC0809是CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。我们通过输入模拟信号，经A/D转换器输出8位数字信号，再输入到单片机来处理数据。
传感器输出信号经过电压跟随器和差分放大电路之后，输出的是0-5V的电压信号，为了把这一信号用数码管显示出来，还要经过模数转换器件ADC0809把0-5V的电压转为数字信号0-255。A/D转换器的功能是把模拟量变换成数字量。
ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比拟器。START上升沿将逐次逼近存放器复位。下降沿启动A／D转换，之后EOC输