基于LM35的溫度測(cè)量系統(tǒng)方案

./溫度檢測(cè)系統(tǒng)本文介紹了一種溫度傳感器選用LM35、單片機(jī)選用AT89s52的溫度測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)的溫度測(cè)量圍為0～100℃,可以精確到０.１,可適用于工業(yè)場(chǎng)合及日常生活中。關(guān)鍵詞：溫度測(cè)量；圍1~100；精確0.1;ThistextintroducesakindoftemperaturewhichconsistsofLM35andAT89s52.Thearrangementofthissystermisabout0～100℃,whichcan0.1.readItissuitabletobeusedinindurstriesandpeople’slife.目錄一系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)指標(biāo)基本部分３發(fā)揮部分３二單元電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)４2.2溫度傳感器lm35電路設(shè)計(jì)４2.3lm741信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)５2.4A/D0809電路設(shè)計(jì)６2.5單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)７三程序c語言―――――――――――８四總結(jié)與感想―――――――――１３一系統(tǒng)設(shè)計(jì)１.１設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)溫度檢測(cè)裝置,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：主控器能對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)時(shí)顯示溫度。具體設(shè)計(jì)制作任務(wù)是：被測(cè)溫度被測(cè)溫度檢測(cè)電路主控器顯示器鍵盤A/D1設(shè)計(jì)制作溫度檢測(cè)器2設(shè)計(jì)制作主控器１.２、設(shè)計(jì)要求基本要求①檢測(cè)的溫度圍：0℃～99℃②檢測(cè)分辨率0.1℃③溫度檢測(cè)元件不能使用專用的具有數(shù)字輸出的產(chǎn)品〔如DS18B20。１.３發(fā)揮部分①能夠設(shè)置上下限溫度圍和超限報(bào)警功能。②提高溫度檢測(cè)器的測(cè)溫圍和檢測(cè)精度。③語音播報(bào)溫度。④特色及創(chuàng)新。二單元電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本測(cè)溫系統(tǒng)由溫度傳感器電路、信號(hào)放大電路、A／D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)系統(tǒng)、溫度顯示系統(tǒng)構(gòu)成。其基本工作原理：溫度傳感器電路將測(cè)量到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出到信號(hào)放大電路,與溫度值對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)經(jīng)放大后輸出至A／D轉(zhuǎn)換電路,把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送給單片機(jī)系統(tǒng),單片機(jī)系統(tǒng)根據(jù)顯示需要對(duì)數(shù)字量進(jìn)行處理,再送溫度顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示。2.2溫度傳感器電路溫度傳感器采用的是LM35,他具有很高的工作精度和較寬的線性工作圍,他的輸出電壓與攝氏溫度線性成比例,且無需外部校準(zhǔn)或微調(diào),可以提供±1／4℃的常用的室溫精度。LM35的輸出電壓與攝氏溫度的線形關(guān)系可用下面公式表示,0℃時(shí)輸出為0V,每升高1℃,輸出電壓增加10mV。其電源供應(yīng)模式有單電源與正負(fù)雙電源兩種,其接法如圖3與圖4所示。正負(fù)雙電源的供電模式可提供負(fù)溫度的測(cè)量,單電源模式在25℃下電流約為50mA,非常省電。本系統(tǒng)采用的是單電源模式。2.3lm741信號(hào)放大電路由于溫度傳感器LM35輸出的電壓圍為0～0.99V,雖然該電壓圍在A／D轉(zhuǎn)換器的輸入允許電壓圍,但該電壓信號(hào)較弱,如果不進(jìn)行放大直接進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量太小、精度低。系統(tǒng)中選用通用型放大器lm741對(duì)LM35輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行幅度放大,還可對(duì)其進(jìn)行阻抗匹配、波形變換、噪聲抑制等處理。系統(tǒng)采取同相輸入,電壓放大倍數(shù)為5倍,電路圖如圖5所示。2.4A／D0809轉(zhuǎn)換電路A／D轉(zhuǎn)換電路選用8位AD轉(zhuǎn)換器ADC0809。ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器,可處理8路模擬量輸入,且有三態(tài)輸出能力。圖5中運(yùn)算放大器的輸出電壓V,送入ADC0809的模擬通道IN0。單片機(jī)AT89C52控制ADC0809的開始轉(zhuǎn)換、延時(shí)等待A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束以及讀出轉(zhuǎn)換好的8位數(shù)字量至單片機(jī)進(jìn)行處理。2.5單片機(jī)系統(tǒng)三程序c語言3.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)以及分析系統(tǒng)的軟件部分用c語言編程, #include<reg51.h> unsignedcharcodedispbitcode[]={0xFE,0xFD,0xFB,0XF7}; unsignedcharcodedispcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; unsignedcharled[4]; unsignedchardispcount=0; unsignedchargetdata; unsignedinttemp; unsignedchari; sbitST=P3^0; sbitOE=P3^1; sbitEOC=P3^2;sbitclk=P3^3;voidmain<void>{ST=0;//賦初值OE=0;//賦初值EA=1;TMOD=0x12;TH0=0x216;TL0=0x216;TH1=<65536-4000>/256;TL1=<65536-4000>%256;//為高低電平給值TR1=1;TR0=1;ET0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器０ET1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器１ST=1;//與之前的ST=0形成正脈沖,啟動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換ST=0;while<1>{unsignedintj=3000;while<j-->;//延時(shí)if<EOC==1>//轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出查詢,說明轉(zhuǎn)換結(jié)束{ OE=1;//由低電平變高電平,允許輸出數(shù)據(jù) getdata=P1;//三態(tài)門打開,讀出數(shù)據(jù) OE=0;//賦初值 temp=getdata*100; temp=temp/51;//temp*<5/255>,恢復(fù)原始電壓值 temp=temp*10;//本是*1000,但是由于超出了整形變量的值,所以這樣處理 //即分兩次乘,防止溢出 temp=temp/3;//原先用模擬的辦法在外部放大3倍,所以現(xiàn)在除3 if<temp%10==6>//根據(jù)我在顯示的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,當(dāng)?shù)?位的變化規(guī)律是0、3、6 {temp=1645;//當(dāng)為0、3時(shí),整數(shù)部分顯示準(zhǔn)確 temp=temp+10;//當(dāng)為6時(shí),整數(shù)部分顯示差1,所以我用程序彌補(bǔ)了不足 led[0]=temp/1000;//取千位 led[1]=temp%1000/100;//取百位 led[2]=temp%1000%100/10;//取十位 led[3]=temp%10;//取個(gè)位 ST=1;//啟動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換 ST=0; for<dispcount=0;dispcount<4;dispcount++> { P0=dispcode[led[dispcount]];//他段選賦給P1端口 P2=dispbitcode[dispcount];//賦P2位選 } } } }}voidt0<void>interrupt1{clk=~clk;}voidt1<void>interrupt3{TH1=<65536-4000>/256;TL1=<65536-4000>%256;P2=P2|0X0F;//消去余暉if<dispcount==3>{P0=~0x39;}dispcount++;//數(shù)據(jù)自加if<dispcount==4>{dispcount=0;//賦初值}}3.2單片機(jī)部數(shù)據(jù)處理模塊系統(tǒng)通過ADC0809轉(zhuǎn)換的數(shù)字量是與實(shí)際溫度成正比的數(shù)字量,但系統(tǒng)最后顯示的是實(shí)際溫度值,因此需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理再通過8255輸出到LED顯示。設(shè)所測(cè)溫度值為T,A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為X,則有：VOUT=0.01V／℃×T℃VOUT為LM35的輸出電壓,即運(yùn)放μA741的輸入電壓,μA741的輸出電壓用V1表示。因?yàn)棣藺741的放大倍數(shù)為5,則有：V1=5×VOUT=0.05×T根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置,溫度傳感器輸出電壓0～5V對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量0～255,則有：0.05T／5=X／255可以近似寫為：0.05T／5=X／256這樣除以256可通過把被除數(shù)右移8位來實(shí)現(xiàn),編程較簡單。由此可以得出X和T的關(guān)系：T=100×X／256四總結(jié)與感想該測(cè)溫系統(tǒng)經(jīng)過多次測(cè)試,工作穩(wěn)定可靠,體積小、集成度高、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。此外該系統(tǒng)成本低廉,器件均為常規(guī)元件,有