目录

第一章 设计方案 ............................................................................................................. 1

1.1设计目的 ............................................................................................................. 1 1.2设计要求 ............................................................................................................. 1 1.3方案说明 ............................................................................................................. 1 第二章 设计框图 ............................................................................................................. 2 第三章 功能模块 ............................................................................................................. 3

3.1温度采集电路 ...................................................................................................... 3 3.2放大电路 ............................................................................................................. 4 3.3A/D转换电路 ....................................................................................................... 4 3.4按键控制电路 ...................................................................................................... 5 3.5显示电路 ............................................................................................................. 6 第四章 设计总体原理图 ................................................................................................... 7

1.1设计目的

1.学会掌握0809单片机.A/D转换芯片的用法； 2.学会掌握8051单片机用法； 3.培养查阅资料的能力。

1.2设计要求

1.采用八位单片机作为控制芯片。 2.测量传感器采用1KΩ电阻应变片

3.变换电路采用全桥方式，采用仪用放大器 4.要求可通过键盘设置参数如：应变量修正系数 5.采用线性电源，AC220V±15%供电

1.3方案说明

由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路。

基于AT89S52型单片机的温度测量控制显示系统

利用AD590感温效应，将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，选用AT89S52型单片机作为主控制器件进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，通过4位共阴极LED数码管并口传送数据，实现温度显示。此外在外加的报警电路方面控制也比较方便。 系统的框图如下：

1.主控制器---AT89S52单片机

单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

2. 显示电路

显示电路采用4位共阴极LED数码管，从P1口的P1.0到P1.3输出段码,P1.4到P1.7口输出片选信号。 3.温度传感器

温度传感器使用的是感温电阻，他可以感应环境的温度，并且他的输出与外界的温度是成线性的关系。 4.信号放大电路

在本次课程设计中，为了让输入的信号能够驱动相应的电子元件，我们采用了三级的放大电路，用的运算放大器是UA741。

5.A/D转换器

为了使该系统实现智能化和自动化，本课设使用了单片机进行控制，用到单片机则就要把输入进来的模拟信号进行数字化的转化，常见的模数转换元器件有很多，在本次课设中，为了提高系统的准确性，使用了ADC0804元件。 6.按键控制电路

本课设要求系统可以通过键盘的设置来设定一些参数，比如温度上下限报警值，当温度达到这类数值的时候就要进行相应的报警，为此我们加入了键盘控制电路，外接光敏电阻和

蜂鸣器的装置。

第三章 功能模块

3.1温度采集电路

图1 温度采集电路

温度采集主要用到了铂电阻Rt100的温度传感特性。PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示： 在0～650℃范围内：Rt =R0 (1+At+Bt2)

在-200～0℃范围内：Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3) 式中A、B、C 为常数， A=3.96847×10-3； B=-5.847×10-7；

C=-4.22×10-12；

由于它的电阻—温度关系的线性度非常好，因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下：

R=Ro(1+αT)

其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为华氏温度，因此铂做成的电阻式温度传感器，又称为PT100。

PT100温度传感器的测量范围广：-200℃～+650℃，偏差小，响应时间短，还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点，其得到了广泛的应用，本设计即采用PT100作为温度传感器。主要技术指标： 测温范围：-200～650摄氏度 测温精度：0.1摄氏度 稳定性：0.1摄氏度

当温度发生变化时，铂电阻的阻值会发生变化，而铂电阻的阻值又与温度呈现一一对应。

3.2放大电路

在许多需要A/D转换和数字采集的系统中，多数情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，再次情况下必须选择一种符合要求的放大器。放大器的选择好坏对提高测量精度也十分关键，根据查阅的相关资料，在放大器电路精选中，一般在首级放大器有低噪声、低输入偏置电流、高共模抑制比等要求的大多采用自制的三运放结构，如下图3-2所示，三运放中由A1、A2构成前级对称的同相、反相输入放大器，后级为差动放大器，在这个结构图中，要保证放大器高的性能，参数的对称性与一致性显得尤为重要，不仅包括外围的电阻元件R5与R7、R8与R9、R10与R11，还包括A1与A2放大器的一致性。

图2 放大电路

3.3A/D转换电路

A/D转换器采用美国Harris公司的74LS47（双电源±5V供电），它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动发光二极管（LED）。 内部设有参考电压、七段译码器、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零、参考源和时钟系统等功能。将高性能、低功耗和低成本很好的结合在一起，它有低于10µV的自动校零功能，零漂小于1µV/℃，低于10pA的输入电流，极性转换误差小于一个字。真正的差动输入和差动参考源广泛用于各种单片测量单元。可用于组装成各种数字仪表或数控系统中的监控仪表，广泛用于电压、电流、温度、压力等各种物理的测量。封装形式有DIP40、LQFP44或QFP44 等。

图3 A/D转换电路

3.4按键控制电路

图4 按键控制电路

本课设要求系统可以通过键盘的设置来设定一些参数，所以在这里就用了三个按键和一个蜂鸣器，三极管以及两个发光二级管。在本系统中，控制电路和复位电路是搭建在一起的，这样就可以在系统达到极限的时候能够自己复位，从而就能够有效的保护好整个系统的安全性和可靠性了。由上图课件，当系统出现问题的时候，左边的二极管就会发光从而使得其旁边的蜂鸣器发出响声来报警，在此同时右边的复位电路也会被开启，从而能够有效地是系统得到安全保护。

3.5显示电路

当温度测量完之后，要通过显示电路将测量值显示出来。显示电路由74LS47以及数码管构成。其中，数码管是七段数码管,采取共阴极接法，即阴极接到一起，其余的各个管脚与74LS47芯片的管脚及单片机的一些引脚一一对应连接。其电路图如下面所示。

注意：这四个七段数码管采用了总线的连接方式，即数码的七段a,b,c,d,e,f,g,分别连接在一起，再用总线连接好，同理四个数码管的片选信号也是用总线的连接方式连接在一起的，从而方便单片机对其的控制。

图5 显示电路

第四章 设计总体原理图