基于51单片机的数字温度计设计

摘要：随着科技的进步，工业生产逐步向数字智能化发展。文章设计了一种以AT89S51为核心、以AD590为温度传感器、以ADC0809为A/D转换器的数字温度计，以实现对温度测试的数字化与自动化。

关键词：AT89S51；数字温度计；温度传感器；A/D转换

中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）14-0082-01

温度测试涉及到各个行业，传统的煤油温度计、水银温度计测温必须由人工操作，且测量精度难以保证，不符合当今工业自动化的发展趋势。故文章设计了一种基于51单片机的数字温度计，采用LED七段管实时显示当前测试温度，实现温度测试的无人化、自动化以及数字化。

1硬件设计

硬件部分主要由温度传感器电路、A/D转换电路、单片机控制电路、数字显示电路组成。总电路如图1所示。

1.1温度传感器电路

温度传感器选择美国模拟器件公司的单片集成两端感温电流源AD590,其电源电压范围为4～30 V，可以承受44 V正向电压和20 V反向电压；检测的温度范围为－55℃～＋150℃；有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1 uA。 精度高，在－55℃～＋150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。AD590在－55℃～＋150℃范围内输出电流为218.2 uA～423.2 uA，经10K精密电阻后输出电压2.182 V～4.232 V，可满足后续A/D转换器ADC0809的输入要求。

1.2A/D转换电路

A/D转换电路选用是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片的ADC0809。单片机P3.0控制A/D转换器ST端；单片机P3.1控制A/D转换器OE端；单片机P3.2控制A/D转换器EOC端；单片机P3.3提供A/D转换器工作所需时钟脉冲；IN0作为电压信号接收通道，经A/D转换后电压数字信号接入单片机P0.0～P0.7。取5V(实测4.7 V左右)为基准电压，故输入电压经A/D转换后的数值,因为AD590采用的是热力学温度，转换为摄氏温度。

1.3数字显示电路

数字显示电路采用一块四位LED七段管显示温度数值，a、b、c、d、e、f、g、dp口分别接单片机P1.0～P1.7口，S1~S4口分别接单片机P2.0～P2.3口。

1.4单片机控制电路

单片机控制电路由AT89S51单片机为核心，外接12MHz晶体整荡器产生原始时钟频率，RES端接复位电路，构成单片机工作最小单元。其他I/O口接温度传感器电路、A/D转换电路、数字显示电路对应的端口。

2软件设计

本程序通过单片机发出A/D转换启动信号，之后通过P3.2口状态查询A/D转换是否结束，一旦结束则读取通道地址的数值，将读取数值按照转换为温度数值后，将百位、十位、个位、十分位分别送数字显示电路显示，需要说明的是：数字显示部分程序采用动态显示方式，利用人眼的“视觉暂留”效应，由P1.0～P1.7口控制所显示的数字，由P2.0～P2.3口控制数字由哪个数码管显示。

3结语

将文章设计的数字温度计制作成实物，只要开机运行则能立即监测所测对象的温度，测温范围较大，制作成本低，程序运行稳定。不过受限于八位A/D转换器转换精度不够，在测温范围内最小仅能分辨2℃温差，很难满足一些高精度测量。为此可以改用12位甚至更高分辨率的A/D转换器以提高温差分辨率，满足更高的测试要求。

参考文献：

[1] 刘高潮.一种实用的多功能数字温度计设计[J].电子测量

技术,2007,(10).

[2] 许建明.单片机控制的数字温度计[J].邵阳学院学报,2002,

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