数字式温度传感器
数字式温度传感器
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摘要：本设计采用LED显示系统，以80C51单片机为核心，由温度采集等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对温度采集系统行了重点设计。
关键字：89051单片机、LED显示、温度采集。
数字式温度传感器
一、任务设计：
1、设计任务：设计并制作一个数字式温度传感器。
2、设计要求：
●调研并掌握各种（模拟的和数字的）温度传感器的原理、性能和主要应用。
●选择一种模拟式温度传感器，以此为基础设计温度测量电路，将温度信号转换成电压信号。
●通过A/D转换器ADC0804进行A/D转换，将上述电压信号转换成数字信号，并进行编码。
●对所设计的数字式温度传感器进行测量与标定。
●温度测量模块制作PCB板。
●测量范围：40℃—90℃。
●测量精度：0.55℃—1℃。
二、方案论证：
1.显示部分:
采用LED显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而复杂，且可靠性也较低。而对于动态显示方式，虽可以避免静态显示的问题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题。
3.温度采集：
由于现在用品追求多样化，多功能化，给系统加上温度测量显示模块，能够方便人们的生活，使该设计具有人性化。
采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围。
三、总体方案：
1.工作原理:
本设计采用80C51单片机作为本系统的控制模块。单片机可把由ADC0804中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度。以LED显示器为显示模块，把单片机传来的数据显示出来，并且显示多样化。在显示电路中。
2.总体设计:
设计总体框架图如图1
图1总体框架图
四、系统硬件设计（单元电路设计及分析）：
1. 80C51单片机最小系统：
最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。图2为80C51单片机的最小系统。
图2 最小系统电路图
2.温度测量模块:
采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围。接口电路如图3所示。
图3 热敏电阻测量电路
3.温度采集模块:
以ADC0804对温度测量模块数据进行采集并将模拟信号转换为数字信号输送到单片机。其连接
如图4所示。
图4温度采集电路
4. LED显示模块:
LED显示模块采用7SEG-MPX6-CC型号，其接线如图5所示：
图5 LCD显示电路5.整体电路：
系统整体电路如图6 所示：
图6 系统总体电路图
6、温度测量模块PCB原理图：
温度测量模块PCB原理图连接如图7所示。
7、温度测量模块PCB封装图：
温度测量模块PCB封装图连接如图8。
图8PCB封装
五、系统软件设计流程：
1.主程序流程如图9所示:
图9 系统主程序流程
六、程序：
#include
#include
sbit wr=P3^6; //AD芯片读控制
sbit rd=P3^7; //AD芯片写控制
float date=0;
unsigned int date1;
unsigned char code s8[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //数码管显示数组
void delay1ms(unsigned int i)
{
unsigned char j;
while(i--)
{
for(j=0;j<125;j++); //1ms延时程序
}
}
void main()
{
while(1)
{
wr=0;
_nop_();
wr=1;
rd=0;
date=P0; //读AD转换数据
rd=1;
date1=(date*(90-40)/(255-164)-50)*100+5;
//转换为对应温度并保留2位小数P2=0xfe;
P1=~s8[date1/1000]; //十位显示
delay1ms(10);
P2=0xfd;
P1=~s8[date1%1000/100]|0x80; //个位显示并带小数点
delay1ms(10);
P2=0xfb;
P1=~s8[date1%1000%100/10]; //第一位小数显示
delay1ms(10);
P2=0xf7;
P1=~s8[date1%10]; //第二位小数显示
delay1ms(10);
}
}六、测量及其结果分析：
1.基本部分测试与分析：
（1）测试：用仿真软件调试。
（2）基本要求部分的测试与分析：
温度测量模块用Multisim软件进行仿真，测量其电压输出为0~10V即满足要求。
用Proteus进行整体仿真其结果如下：
七、设计心得体会：
经过大家多天的努力，终于完成了设计任务，符合设计要求。
经过这次的实践，也可以说是经过了多天的学习，尽管期间苦难重重，但我们还是从中学习了不少新的知识和解决困难的方法，特别是对keil，Multisim，Proteus，DXP等软件进行了更深入的了解，同时能更好的使用这些软件，熟悉了将设计转换为实物的基本操作流程。也体验到了自主创作的快乐。