基于PT100热电阻的单片机温度检测系统设计(3)

基于PT100热电阻的单片机温度检测系统设计

(1)

温度值计算过程：

由于A/D检测到的模拟电压值

(2)

计算可到的值，然后利用如下公式求出温度值：

(3)

其中，。

2.2 模数转换单元

2.2.1 8位串行A/D转换器ADC0809

ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。它是美国国家半导体公司的产品，是目前国内最广泛的8 位通用的A/D转换的芯片。

① ADC0809的内部逻辑结构如图2-2所示。

图2-2 ADC0809内部逻辑结构

由上图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

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② 引脚结构如图2-3 所示。

图2-3 引脚结构

IN0－IN7：8条模拟量输入通道

ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条

ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量送入转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如表2-4。

表2-4通道选择

C 0 0 0 0 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 A 0 1 0 1 0 1 0 选择的通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 6

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1 1 1 IN7 数字量输出及控制线：11条

ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0为数字量输出线。

CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ。

VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。

ADC0809应用注意事项 ：① ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。② 初始化时，使ST和OE信号全为低电平。③ 送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。④ 在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。⑤ 是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。⑥ 当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。

2.2.2 模数转换单元电路的设计

电路原理图如图2-5。

图2-5 A/D转换电路原理图

由图2-5可以看出A、B、C都接地（都为0），故信号输入口选IN0，其空间地

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址为7FF8H。

2.3 键盘电路的设计

本设计采用1*3独立按键。其原理图如图2-6。

图2-6 键盘电路原理图

2.4 LED显示电路的设计

在单片机应用系统中，如果需要显示的内容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。

2.4.1 LED数码管原理

LED数码管是由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。图2-7a为0.5英尺

LED数码管的外形和引脚图，其中七只发光二极管分别对应a～g笔段构成“”字形另一只发光二极管dp作为小数点。因此这种LED显示器称为七段数码管或八段数码管。

图2-7 LED数码管

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LED数码管按电路中的连接方式可以分为共阴极和共阳极两大类，如图2-7 b、c所示。共阳型是将各段发光二极管的正极连在一起，作为公共端COM，公共端COM接高电平，a～g、dp各笔段通过限流电阻接控制端。某笔段控制端低电平时，该笔段发光，高电平时不发光。控制这几段笔段发光，就能显示出某个数码或字符。共阴型是将各数码发光二极管的负极连在一起，作为公共端COM接地，某笔段通过限流电阻接高电平时发光。

LED数码管按其外形尺寸有多种形式，使用较多的是0.5英寸和0.8英寸；按显示颜色也有多种形式，主要有红色和绿色；按亮度强弱可分为高亮和普亮，指通过同样的电流显示亮度不一样，这是因发光二极管的材料不一样而引起的。

LED数码管的使用与发光二极管相同，根据其材料不同正向压降一般为1.5～2V额定电流为10mA，最大电流为40mA。静态显示时取10mA为宜，动态扫描显示可加大，加大脉冲电流，但一般不超过40mA。

2.4.2 LED数码管编码方式

当LED数码管与单片机相连时，一般将LED数码管的各笔段引脚a、b、?、g、dp按某一顺序接到MCS－51型单片机某一个并行I/O口D0、D1、?、D7，当该I/O口输出某一特定数据时，就能使LED数码管显示出某个字符。例如要使共阳极LED数码管显示“0”，则a、b、c、d、e、f各笔段引脚为低电平，g和dp为高电平，如表2-8。

表2-8 共阳极LED数码管显示数字“0”时各管段编码

D7 dp 1 D6 g 1 D5 f 0 D4 e 0 D3 d 0 D2 c 0 D1 b 0 D0 a 0 字段码 C0H 显示数 0 C0H称为共阳极LED数码管显示“0”的字段码，不计小数点的字段码称为七段码，包括小数点的字段称为八段码。

LED数码管编码方式有多种，按小数点计否可分为七段码和八段码；按共阴共阳可分为共阴字段码和共阳字段码，不计小数点的共阴字段码与共阳字段码互为反码；按a、b、?、g、dp编码顺序是高位在前，还是低位在前，又可分为顺序字段码和逆序字段码。甚至在某些特殊情况下将a、b、?、g、dp顺序打乱编码。表2-9为共阴极和共阳极LED数码管几种八段编码表。

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