一種基于STC89C52和AD590的溫度測控系統設計

王立剛?

摘 要：以STC89C52單片機為溫度測控系統的核心，利用AD590溫度傳感器將溫度信號轉換成電信號，然后經信號差分放大電路和A/D轉換電路將其對應的數字信號輸入單片機，單片機計算出溫度傳感器對應的溫度值后，控制液晶顯示器顯示相應的數值，并通過UART串行通信接口電路將溫度值發送給上位機，同時單片機還可根據實際需求控制聲光報警電路報警。測試結果表明，設計的溫度測控系統測量誤差小、實現簡單、功能穩定且可以根據環境需要設定溫度范圍。

關鍵詞：單片機;溫度傳感器;放大電路;A/D轉換電路;液晶顯示;報警電路;串口通信

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2019）06-00-02

0 引 言

單片機在測控領域中應用日益廣泛，很多場合都用到對溫度的檢測和控制，要求能夠直觀讀取溫度值，并具有溫度報警功能和遠程通信功能。本文根據需求給出了一種基于STC89C52和AD590的溫度測控系統設計方案。

1 系統總體設計方案

溫度測控系統的總體設計方案如圖1所示，由溫度傳感器電路、信號放大、A/D轉換、主控制器、顯示屏、報警及串口通信等模塊組成，其中溫度傳感器采用電流型集成溫度傳感器AD590，通過信號放大、A/D轉換電路將AD590輸出的電信號進行調理，輸入主控制器STC89C52，STC89C52可控制液晶顯示器顯示對應的溫度，并實現溫度聲光報警功能，同時還可通過串口實現STC89C52與上位機的通信。

2 系統硬件設計

2.1 溫度傳感器及信號放大電路設計

溫度傳感器選用電流型集成溫度傳感器AD590，其具有準確度高、動態電阻大、響應速度快、線性好、使用方便等特點。AD590溫度傳感器集成有兩端感溫電流源，能將溫度轉換為電流，且電流與絕對溫度成正比，可測量范圍為-55～+150 ℃，具有較好的線性輸出性能，溫度每增加1 ℃，其電流增加1 μA。輸出電流I=（273+t）μA（t為攝氏溫度），測量電壓為（273+t）μA×10 kΩ=（2.73+t/100）V。

為提高測量精度并獲取溫度對應0～5 V的電壓信號，進行溫度傳感器及信號放大電路設計，如圖2所示。溫度傳感器AD590采用分壓式電路輸出，經電壓跟隨器后由差分運放電路對信號進行放大。在差分運放電路中調節R3電位器，使反相輸入電壓為2.73 V，輸出電壓為0.1 t。

2.2 A/D轉換電路設計

經信號放大電路后的電壓信號為模擬信號，對其進行A/D轉換才能被單片機接收和處理。采用ADC0804進行信號轉換（芯片含輸出數據鎖存器），其與單片機的連接如圖3所示。ADC0804的DB0～DB7與STC89C52的P2.0～P2.7引腳相連。

2.3 液晶顯示電路設計

系統選用結構簡單、體積小、功耗低、配置靈活、顯示清晰的128×64點陣漢字圖形型LCD12864液晶顯示模塊，采用8位并行數據傳輸方式與單片機I/O口連接，如圖4所示。

2.4 報警電路設計

系統的報警電路包括由蜂鳴器構成的聲音報警電路和由紅色高亮發光二極管構成的指示燈報警電路，如圖5所示。單片機控制蜂鳴器和發光二極管進行聲光報警。

2.5 串口通信接口電路通過MAX232芯片將單片機UART輸出的TTL電平轉換為上位機串口的232電平，如圖6所示。

3 系統軟件設計溫度測控系統的主程序流程如圖7所示。

4 系統功能測試

系統測試采用恒溫控制溫度傳感器實驗儀提供標準溫度，將實測溫度與標準溫度進行比對，測試結果如圖8和誤差主要來源于系統誤差，受信號放大部分的零點漂移、A/D轉換電路的分辨率等因素影響。

5 結 語

文中設計的基于AD590和STC89C52的溫度監控系統測量誤差小、實現簡單、功能穩定且可根據環境需要設定溫度范圍，適用于家庭、庫房等場合。

參 考 文 獻

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