基于单片机的热电偶测温AD590冷端补偿
基于热电偶的温度测试仪设计
基于热电偶的温度测试仪设计摘要：基于热电偶的温度测试仪，该仪器是以AT89C51单片机为核心，由AD590，由热电偶测量热端温度T，该热电偶采用K型热集成温度传感器测量冷端温度T电偶（镍铬-镍硅热电偶）。
它们分别经过I/V转换和线性放大，分时进行A/D转换，转换后的数字信号送入AT89C51单片机，经单片机运算处理，转换成ROM地址，再通过二次查表法计算出实际温度值，此值送4位共阴极LED数码管显示。
该热电偶测温仪的软件用C语言编写，采用模块化结构设计。
关键词：热电偶，冷端温度补偿，89C51单片机，ADC0809，线性化标度变换Abstract:Thermocouple-based temperature testing instrument, the instrument is based on AT89C51 microcontroller as the core, from AD590 integrated temperature sensor measures the cold junction temperature T0, measured by the thermocouple hot-side temperature T, the use of K-Thermocouple Thermocouple ( Ni-Cr - Ni-Si thermocouple). They are through the I / V conversion and linear amplification, time for A / D conversion, the converted digital signal into the AT89C51 microcontroller, microcontroller operation after processing into ROM address, and then through the second look-up table method to calculate the actual temperature value, this value is sent to four common cathode LED digital tube display. The thermocouple thermometer software with C language, using a modular structure design.Keywords:Thermocouple, cold junction temperature compensation, 89C51 microcontroller, ADC0809, linear scale transformation目录1 前言 (1)2 整体方案设计 (2)2.1方案论证 (2)2.2方案比较 (3)3 单元模块设计 (4)3.1冷端采集和补偿电路模块 (4)3.1.1 AD590介绍 (4)3.1.2冷端采集和补偿电路分析 (6)3.2热端放大电路模块 (6)3.3A/D转换器ADC0809 (7)3.4单片机模块 (8)3.5LED显示模块 (11)4 软件设计 (13)4.1主程序 (13)4.2A/D转换子程序 (13)4.3线性化标度变换子程序 (15)5 系统调试 (18)5.1调试软件介绍 (18)5.1.1 ISIS简介 (18)5.1.2 Keil C51简介 (18)5.2硬件调试 (18)5.3软件调试 (19)5.4硬件软件联调 (20)6系统技术指标及精度和误差分析 (21)7设计小结 (22)8总结与体会 (23)9参考文献 (24)附录1：电路总图 (25)附录2：软件代码 (26)1 前言温度是表征物体冷热程度的物理量，温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。
基于单片机与AD590的温度测量报警系统
0 引 言
A T89C51 单片机具有灵活性高 、使用方便 、价格低廉 等优点 。因此 ,该芯片在嵌入式控制系统中得到了广泛应 用 。本文采用 A T89C51 作为核心处理器 ,设计了一个简 易的温度检测系统 。该系统能够测量 0 ℃～ + 40 ℃范围 的温度 ,并 且 利 用 十 进 制 实 时 显 示 温 度 值 , 当 温 度 超 过 35 ℃时 ,系统产生报警指示 。
NOP CL R A0 ;高八位并行输出
MOV AD H ,P0
CL R CE
(2) 温度显示
在设计的过程中 ,采用 3 位动态 L ED 显示当前温度 ,
由于 A T89C51 的 I/ O 口有限 ,利用 74L S164 移位寄存器
拓展 I/ O 口 ,将串行输入数据转换成并行输出 。其部分汇
void Write _ CanReg ( unsigned addr , unsigned val2 ue) / / 寄存器写
{ IO (addr) = value ;/ / 写操作 delay () ; } void Read_CanReg ( unsigned addr , unsigned value) / / 寄存器读
3 结束语
经过模拟测试 ,在温度正常的范围内 ,系统读取的温 度数与水银温度计的读数一致 ,其差别仅在最后一位 ,完 全符合系统误差小于 01 5 ℃的要求 。在室内温度升高超 过一定值时 ,系统读数显示正确并且报警指示灯点亮 。由 于该温度检测系统 ,电路简单 ,集成度高 ,稳定性好 ,调试 方便 ,成本低 ,具有一定的实用价值 。
图 3 AD574 工作时序图
根据 A T89C51 的中断分配 ,利用外部中断 IN T1 以查 询方式进行 A/ D 转换 ,输出 12 位数字信号 ,其部分汇编源 程序如下 :
51单片机AD590温控系统设计
单片机温控系统设计单片机温控系统设计摘要本设计是以一个保温箱为控制对象，以AT89C51为控制系统核心，通过单片机系统设计实现对保温箱温度的显示和控制功能。
本温度控制系统是一个闭环反馈调节系统，由温度传感器AD590对保温箱温度进行检测，经过调理电路得到合适的电压信号。
经A/D转换芯片得到相应的温度值，将所得的温度值与设定温度值相比较得到偏差。
通过对偏差信号的处理获得控制信号，去调节加热器的通断，从而实现对保温箱温度的显示和控制。
本文主要介绍了保温箱温度控制系统的工作原理和设计方法，论文主要由三部分构成。
①系统整体方案设计。
② 硬件设计，主要包括温度检测电路、A/D转换电路、显示电路、键盘设计和控制电路。
③系统软件设计，软件的设计采用模块化设计，主要包括A/D转换模块、显示模块、键盘模块和控制模块等。
目录1绪论11.1课题设计背景和目的11.2国内外研究状况和发展趋势11.3温度检测的主要方法21.4课题设计的主要内容32系统总体方案设计42.1系统硬件设计方案42.1.1芯片选择52.1.2 温度检测52.1.3 A/D 转换电路52.1.4键盘输入62.1.5 LED 显示62.1.6控制电路62.2系统软件设计方案6 3系统硬件设计73.1中央处理器73.1.1 AT89C51简介73.1.2管脚说明83.1.3特殊功能存储器10 3.1.4芯片擦除103.1.5复位电路的设计11 3.1.6时钟电路设计113.2温度传感器AD590 11 3.3信号调理电路13 3.4温度标定143.5 A/D转换163.6 LED显示193.7键盘接口223.8控制电路234系统软件设计254.1程序初始化264.2主程序274.3 A/D转换子程序274.4标度转换子程序284.5显示子程序294.6控制子程序304.7键盘子程序325结论35参考文献36致谢37附录38附录A系统硬件原理图38附录B PCB板图391单片机最小系统PCB板图392调理电路、控制电路PCB板图39附件附件1、开题报告附件2、原文：TEMPERATURE CONTROL 附件3、译文：温度控制1绪论1.1课题设计背景和目的在现代化的工业生产中电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
基于单片机的AD590的温测控系统设计_毕业设计1 推荐
基于单片机的锅炉温度控制系统的设计摘要在对当前采暖需求情况广泛调查的基础上，结合工程实际需要，针对小型家用燃气锅炉的特点，研制开发了基于MCS-51单片机的小型家用燃气锅炉温度控制系统，旨在使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制，改进家庭采暖的控制方式，提高采暖的经济性。
利用Protel99se电路设计软件，对智能控制器的电源电路、复位电路、时钟电路、报警电路、LCD液晶显示电路以及控制器的核心—温度采集电路进行了设计。
电源采用三端集成稳压器W7800 (W7900)系列元件7805,交流220 v电压转换为单片机所需要的5V电压；利用AT89S51作为控制器的核心器件；利用集成电路温度传感器DS18B20测量锅炉水温;将测量的水温与设定值比较，单片机另外使用LCD液晶显示器显示水位的上下限值、当前水位、预先设定的温度报警值和当前采集的温度值。
当温度超过设定的报警温度值，系统会发出报警声音，同时关闭锅炉燃烧器。
等待温度降到下限值，这时就可以重新锅炉燃烧器通电，继续加温，如此反复监控温度。
这样就可以节约能源，提高能源的使用率。
针对系统的要求和特点，在上述硬件电路及实现方法的基础上，利用汇编语言，设计了基于单片机的锅炉温度控制系统。
控制软件主要包括温度和温度采集子程序、水位控制程序、键盘扫描子程序和LCD 液晶显示子程序等。
通过对温度和水位的测试，可以发现所设计的控制系统能够满足设计要求，达到了预期的效果。
关键词：单片机；LCD；燃气锅炉；温度控制；DS18B20Microcontroller-based design of the boilertemperature control systemABSTRACTAccording to the market demand and the characteristics of domestic heating, this paper develops MCU intelligence controller for the minor gas-fired boiler which is domestic heating equipment on the basis of investigation of heating demand widely. The research purpose is to change the inconvenience of temperature control bring by using coal fired boiler for centralized heating, to increase economics of heating.The software called Protel99se for circuit designed is used to develop the hardware of the controller. The hardware includes the power supply circuit, the reset circuit,the clock circuit, the alarm circuit, the LCD display circuit, and the temperature collection which is the core of this controller. The three-pin integrated-circuit voltage regulator W7800 (7900) series component 7805 is used for the power supply. The Atmel AT89S51 chip is the core chip of the controller. The integrated temperature sensor DS18B20 is used to measure water temperature in boiler. The key circuit is used to set the alerm temperature and analog water in or out. In addition, LCD is used to display water level bound, current water level, temperature alerm value by presupposition and current temperature. When water level beyond its bound or when current temperature beyond its alerm value, the system gives an alerm and makes boiler burner off. When water temperature is down, the system releases alerm and makes boiler burener on. The system does it again and again.So the system can save energy and improve energy utilization rate. Aim at the demand and characteristic of the system, on the basis of these hardware and implement method, using assemble language, system designs boiler temperature control system design based on singlechip. This software includes temperature and water level monitor main program, temperature collection subprogram, analoy water in and out subprogram, keyboard scan subprogram, LCD display subprogram etc. Use practicality to validate system’s dependability and stability, and the system can operate successfully.Keywords:MCU; Liquid Crystal Display; Gas boiler; Temperature control;DS18B20目录1 绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2系统的总体设计思想 (2)2 系统方案论证及工作原理 (4)2.1 设计方案论证 (4)2.2 系统结构框图 (4)2.2.1主要器件的选择 (6)2.2.2 锅炉辅助器件选择 (6)3 硬件电路设计 (8)3.1 主电路 (8)3.2 单片机选择设计 (9)3.3 单片机最小系统 (11)3.3.1时钟电路设计 (11)3.3.2 复位电路 (12)3.4温度检测电路设计及温度传感器选择 (12)3.4.1 DS18B20简介 (12)3.4.2温度采集电路 (14)3.5 温度控制电路设计 (14)3.6 水位控制电路 (15)3.6 显示电路设计 (17)3.7 报警电路设计 (21)3.8 稳压电源电路设计 (22)3.9按键电路设计 (22)4 系统软件设计 (24)4.1主流程图设计 (24)4.2中断程序程序 (25)4.3 DS18B20温度采集子程序设计 (25)4.4 LCD液晶显示子程序设计 (27)总结 (28)致谢 (29)参考文献.............................................. 错误!未定义书签。
利用AD590和集成运放设计的热电偶冷端温度补偿电路(精华)
利用AD590和集成运放设计的热电偶冷端温度补偿电路1、设计思想用热电偶测量温度时，其参考端必须保持恒定温度，或对参考端的温度进行自动补偿，才能使二次仪表指示出被测点的实际温度值。
本设计中考虑用集成温度传感器AD590的输出电流在电阻两端产生的端电压通过运放进行相加运算，来实现热电偶参考端温度的自动补偿。
利用集成温度传感器AD590对热电偶进行冷端温度补偿，具有精度高、成本低、体积小、调试简单、使用灵活、冷端温度补偿范围大等优点，在使用中，只需将热电偶的冷端与集成温度传感器AD590置于同一环境中，不论环境温度如何改变，均可在电路的输出端 得到正比于热电偶工作端温度的电压值。
2、基本方框图3、原理图温度感应信号输入电路由集成温度传感器 AD590 和R1 + Rp1组成 (如图 2—1 ) , 当测量点的温度发生变化时 , AD590 的输出电流 Ia 随之发生变化 , 其变化率与 K 氏温度成正比 , 即 1μA / K 。
这一变化的电流在 R1 + Rp1上产生压降 , 这一电压通过运放 A11的阻抗变换后 , 即成为与 K 氏温度成正比的电压信号 。
通过调整 Rp1的阻值 , 可使输出 VT 为 1mV / K 。
这样我们以数字电压表的2V 量程档就可以作温度显示 。
显示电压值 (单位mV )即为当时测温度传感电压运算放大 电路 控制电路 I/U 转换电路 信号比较电路 精密稳压电源 开氏温度 显 示 摄氏温度显 示量点的 K氏温度值。
温度感应及电流/电压变换电路输出的电压信号幅度随温度变化微小 , 为了使这一信号随温度的变化显著，我们通过运算放大器将输出信号放大 , 但是如果直接放大 ,由于电路中电源电压的限制使放大倍数受到限制 , 而且放大了绝大部分的无用信号 , 所以在这部分电路中 , 我们利用直流求和运算电路(图 2—2 ) 减去无用的信号 ,使信号幅度变化正比于摄氏温度的变化。
基于AD590的单片机测温系统设计
基于AD590的单片机测温系统设计高 敏 李振国（陕西国防工业职业技术学院 电子信息分院 陕西 西安 710300）摘 要： 集成温度传感器AD590是一种价格低廉高精度的温度传感器，具有线性度好、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，因而得到广泛应用。
介绍一款基于AT89C51单片机和集成温度传感器AD590的测温系统的设计方法。
关键词： 集成温度传感器；AD590；AT89C51中图分类号：TH811 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520083－01单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，对各种测量仪器、测量装置的测量精度要求也越来越高，尤其是对温度的测量非但要准确，而且需读取数值更直观更方便。
随着科学研究、工业和家用电器等方面对测温和温控的需要，各种新型的集成电路温度传感器不断被研制出来。
尤其是温度传感器AD590是一种价格低廉高精度的温度传感器，其特点是测量误差小，价格低，响应速度快，传输距离远，体积小，微功耗，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。
本文介绍一款基于AT89C51单片机和温度传感器AD590的测温系统[1]，本设计电路简单，易于实现。
1 系统总体方案设计本文是基于集成温度传感器AD590的单片机测温系统设计，系统组成框图如图1所示。
图1 系统框图本系统由四个基本模块组成：即传感器部分，信号放大及A/D转换部分，主控制电路部分，驱动译码显示部分。
设计的关键是选择合适的传感器，本电路选择的是AD590集成温度传感器，其特点是在较宽的温度范围转换芯片。
分辨率8位，转换时间100μs，输入电压范围为0至5V，增加某内具有良好的线性，适于本设计采用。
些外部电路后，输入模拟电压可为5V。
该芯片内有输出数据锁存器，当与2 硬件设计计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上，无须附2.1 温度采集电路设计加逻辑接口电路。
在传统温度传感器多采用的是热电偶、热电阻，其灵敏度难以满足要求[2]。
基于单片机的AD590的温测控系统设计_毕业设计
基于单片机的AD590的温测控系统设计引言我们的地球被一层大气包围着，其中氧气占21％，78％是氮气，1％是其它气体。
这1％气体当中，就有只有一小部分为二氧化碳气体，约为300ppm （百万分之一，即0.03％）。
虽然含量较少，但是二氧化碳的作用缺越来越受到高度的重视。
大气二氧化碳持续增加，从而对整个地球的气候产生重大影响，让人们对二氧化碳这一微量气体有了新的认识。
另一方面，做为植物光和作用的原料气体，二氧化碳的应用技术水平对农业大国来说也是至关重要。
在办公室的公共场合，二氧化碳测量也十分必须。
二氧化碳在空气中的含量越高，对人体的影响就越大，当二氧化碳含量高出0.7％时，人体就会感到不舒服，当二氧化碳含量超过10％时，人体就会出现昏迷和死亡。
达到20％，人就会在几秒内死亡。
因此在人群比较密集的地方，二氧化碳含量是一个非常重要的参数，直接关系到人体舒适度和安全。
当代电子技术飞速发展，大规模集成电路不断普及应用，给人们的生活带来巨大的变化。
同时人们对于自己的生活质量要求也不断提高。
如何根据实际需求设计二氧化碳浓度测量系统就成为一个具有现实意义的课题。
传感技术应用的领域越来越广泛，同时对其的要求也越来越高，需求越来越迫切。
二氧化碳传感器的技术研究也越来越成熟，产品的性能也越来越高。
同时，语音芯片应用不断普及，语音芯片产品的发展也十分迅速，新型号的语音芯片的功能更加强大。
这使得设计一个二氧化碳浓度测量系统在技术层面上的难度逐渐降低。
本文中设计的系统，正是针对人群密集公共场所对二氧化碳浓度测量需求而设计。
该系统能够对公共场合的二氧化碳浓度进行测量，并且能将测得浓度显示和语音播报，当浓度过高时还可以向办公室等公共场所的人员进行报警提示，使得能及时提醒人员通风以降低二氧化碳浓度。
公共场所二氧化碳浓度播报器围绕AT89S52来作为核心控制元件设计整个系统，通过外围电路的设计，利用液晶和语音芯片实现对二氧化碳浓度的现实以及播报。
AD590温度传感器简介
.AD590温度传感器简介AD590是一种集成温度传感器（类似的芯片还有LM35等），其实质是一种半导体集成电路。
它利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VRE 与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测。
式中，k是波耳兹曼常数；q是电子电荷绝对值。
集成温度传感器的线性度好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便，得到广泛应用。
集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。
电压输出型的灵敏度一般为10mV/K（温度变化热力学温度1度输出变化10mV），温度0K时输出0，温度25℃时输出2.9815V。
电流输出型的灵敏度一般为1μA/K，25℃时输出298.15μA。
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端温度传感器。
它主要特性如下：1）流过器件电流的微安数等于器件所处环境温度的热力学温度（开尔文）度数，即式中，IT为流过器件（AD590）的电流，单位为μA；T为温度，单位为K。
2）AD590的测量范围为-55~+150℃。
AD590的电源电压范围为4~30V3）。
电源电压从4~6V变化，电流IT变化1μA，相当温度变化1K。
AD590可以承受44V正向电压和20V的反向电压。
因而器件反接也不会损坏。
'..4）输出电阻为710MΩ。
AD590在出厂前已经校准，精度高。
AD590共有I、5）J、K、L、M五挡。
其中M档精度最高，在-55~+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。
I档误差较大，误差为±10℃，应用时应校正。
由于AD590的精度高、价格低、不需辅助电源、线性度好，因此常用于测量和热电偶的冷端补偿。
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