多种温度传感器信号检测处理模块设计 - 图文

四川师范大学毕业设计

摘 要

本文简要介绍了AD590温度传感器信号检测处理模块设计和相关软件设计。硬件电路的设计主要包括显示电路，主控器和测温电路。控制器采用单片机AT89C51，而温度传感器最主要采用了AD590，是由美国DALLAS公司生产的。显示电路采用3位共阳极LED数码管以动态扫描法直读显示。系统程序的设计主要包括主程序的设计，读出温度子程序的设计，温度转换命令子程序，显示数据子程序等。此外，还介绍了温度传感器信号检测系统的调试和性能分析。

关键词：ADC0804、AT89C51 温度传感器

信号检测处理 1

第二章 总体设计方案

Abstract

This topic mainly introduces the temperature sensor of hardware circuit design and software design of the system. Hardware circuit include Lord controller, temperature measurement circuit and display circuit by single chip microcomputer AT89C51, controller, the temperature sensor using the American DALLAS semiconductor company produces the AD590, show circuit with 3 a total of anode LED digital dynamic scanning tube method to read display. Straight The system includes main program, the program read temperature procedure, the temperature conversion command subroutine, the calculation of temperature subroutine, display data refresh procedure, etc. In addition, it introduces the system of debugging and performance analysis.

Keywords: ADC0804, AT89C51，Temperature sensor，Signal detection processing

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目录

摘 要 ...................................................................................................................................................................1 Abstract .................................................................................................................................................................2 目录 .......................................................................................................................................................................3 第一章 绪 论 .......................................................................................................................................................4

1.1课题背景及意义 ....................................................................................................................................4 1.2课题的应用前景 ................................................................................................................................4 第二章 总体设计方案 .........................................................................................................................................5

2.1总体设计框图 .........................................................................................................................................5 2.2 总体设计方案分析 ................................................................................................................................5 第三章 硬件设计原理 .........................................................................................................................................7

3.1 总原理图及工作原理分析 ....................................................................................................................7 3.2 AD590传感器检测电路单元 ................................................................................................................7

3.2.1 AD590基本知识 ........................................................................................................................7 3.2.2 AD590的工作原理 .....................................................................................................................9 3.3、放大电路 ............................................................................................................................................ 11 3.4 A/D转换电路单元 ...............................................................................................................................12 3.5 CPU主控电路单元 ..............................................................................................................................16

3.5.1 89C51简介 ..............................................................................................................................16 3.5.2单片机电路设计 ........................................................................................................................19 3.6 显示电路单元 ......................................................................................................................................20

3.6.1 数码管结构 ...............................................................................................................................20 3.6.2 数码管工作原理 .......................................................................................................................20 3.7 供电电源电路 .....................................................................................................................................21 第四章 软件设计分析 .......................................................................................................................................23

4.1 系统总流程图 ......................................................................................................................................23 4.2 A/D转换的启动及转换结果获取 .......................................................................................................25 4.3 程序实现分析 .....................................................................................................................................26 第五章 结语 .......................................................................................................................................................28 参考文献 .............................................................................................................................................................29 致谢词 .................................................................................................................................................................30 附录1：总原理图： ..........................................................................................................................................31 附录：程序清单 .................................................................................................................................................32

第二章 总体设计方案

第一章 绪 论

1.1课题背景及意义

一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器.称重传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器.称重传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。

与传统的温度计相比，由于采用了改进型智能温度传感器AD590作为检测元件，本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。AD590温度计还可以在过限报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。AD590是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠

在该论文中，我们通过对单片机和温度传感器的设计，从中学到了许多有用的东西，其中我们明白了如何去设计一个产品，首先要有性价比、良好的适应性，其次要知道设计的关键，最后也懂得了设计与实际的联系。

1.2课题的应用前景

温度传感器的应用范围很广，它不仅广泛应用于日常生活中，而且也大量应用于自动化和过程检测控制系统。

目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型称重传感器的出现与市场份额的扩大。

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第二章 总体设计方案

2.1总体设计框图

温度传感器采集到的微弱电压信号经过滤波器放大器放大十倍后送入A／D转换器(ADC0804)的输入端。ADC0804将模拟信号转换为数字信号后传给AT89C51．选用3个共阳极8段数码显示管用于动态显示当前测量温度。用单片机P1.0至P1.7驱动控制段码，P2.0,P2.1至P2.2驱动三极管实现位选。驱动器74LS244使LED八段数码管动态显示。

CPU 89C51 ADC0804

传感器 放大电路 模数转换器3位数码管显示 图2.1 总体设计框图

2.2 总体设计方案分析

按功能要求简易传感器信号测试仪可以测量温度，并在3位LED数码管上显示数值。测量最小分别率为0.019V,测量误差约为0.02V。

按系统功能实际要求，控制系统采用89C51单片机，A/D转换采用ADC0804。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便地进行压力测量和A/D的转换量的测量、数码显示的功能。

2.3 信号调理模块的构成及工作原理

Pt膜温度传感器测试系统信号调理模块的基本原理如图1所示，整套测试系统一共有n个单元测量电路，能实现传感器的多通道测量。每个单元测量电路采用四线制的方式进行设计，而这种四线制的结构中需要一个精密的恒流源;此外，由于单元测量电路的输出信号较弱，还需要将输出信号进行直流放大，放大后再进行A/D转换。为了提高测量精度，

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