本文介紹了一種以單片機為基礎(chǔ)，利用半導(dǎo)體集成溫度傳感器檢測溫度而制作的八路溫度巡檢系統(tǒng),，可通過液晶顯示器顯示溫度,，當溫度高于設(shè)定值時，執(zhí)行報警程序,。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計方案

　　設(shè)計主要包括五大部分：溫度信號檢測及放大部分,、單片機、A／D轉(zhuǎn)換部分,、溫度顯示部分及報警電路,。多路溫度巡檢儀框圖如圖1所示。

　　系統(tǒng)首先將溫度經(jīng)溫度傳感器及放大電路變換成與溫度成線性關(guān)系的電壓信號,，然后送到A／D轉(zhuǎn)換器,，最后通過數(shù)字顯示器顯示出測量的溫度，當溫度超過標定的溫度時就報警,。其中A／D轉(zhuǎn)換,、顯示及報警都是由單片機來完成,。

　　2 硬件系統(tǒng)設(shè)計

　　2. 1 溫度檢測電路

　　AD590是電流型溫度傳感器,，通過對電流的測量可得到所需的溫度值。它是一種二端元件,，屬于一種高阻電流源,，其典型的電流溫度靈敏度是1μA／K,。由AD590組成的測溫電路如圖2所示。

　　圖2中的OP07是高精度低失調(diào)的精密運放集成電路,，用于微弱信號的放大,，如果使用雙電源，能達到最好的放大效果,。它的電源電壓范圍為-22～-3 V,，3～22 V，輸入噪聲電壓幅度為0．35μV(0．1～10 Hz),，共模抑制比為126 dB,，共模輸入電壓范圍為-14～+14 V。

　　圖2中的MC1403是精密低壓基準電源,，一般用作8～12 b的A／D芯片的基準電壓等一些需要基本精準的基準電壓的場合,。輸出電壓為2．5 V，靜態(tài)電流為1．2 mA,，工作環(huán)境溫度為-55～+125℃,。

　　因為運算放大器的反相輸入端電位VN≈0 V，故由基準源MC1403提供的電流為I0為：

　　調(diào)節(jié)Rp1即可改變I0的大小,。

　　AD590輸出電流的溫度靈敏度為1μA／K,。設(shè)要測量的環(huán)境溫度為T(單位：℃)，則流過AD590的電流It為：

　　若要得到10 mV／℃的靈敏度輸出,，可選用R2=9．1 kΩ,，Rp2=2 kΩ。故Rp1為調(diào)零電位器,，Rp2為標定靈敏度電位器,。

　　要進行八路溫度的巡檢，就要采用以上8個相同的溫度檢測放大電路,。

　　2．2 A／D轉(zhuǎn)換電路

　　隨著大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展,，各種大規(guī)模集成A／D轉(zhuǎn)換器相繼出現(xiàn)。要對8路模擬信號進行A／D轉(zhuǎn)換,、數(shù)據(jù)處理,、顯示控制等，可以選用ADC0809和ICL7107兩種集成電路,。這兩種集成電路都可以完成A／D轉(zhuǎn)換,、數(shù)據(jù)處理、顯示控制等功能,。但ADC0809比ICL7107具有外圍電路簡單,，容易控制的優(yōu)點，故選用ADC0809,。

　　ADC0809與單片機C51的接口電路如圖3所示,。

　　ADC0809的時鐘信號CLK由單片機的地址鎖存允許信號ALE提供,，單片機晶振頻率為12 MHz，則ALE信號經(jīng)分頻輸出為500 kHz,，滿足CLK信號低于640 kHz的要求,。當P2．7和同時有效時，以線選方式啟動A／D轉(zhuǎn)換同時使ADC0809的ALE有效,，P0口輸出的地址A2,，A1和A0經(jīng)八位鎖存器74LS373的Q2，Q1,，Q0輸出到ADC0809的ADDC,，ADDB，ADDA,，選定轉(zhuǎn)換通道,，IN0～IN7地址為7FF8H～7FFFH；當P2．7和信號同時有效時,，OE有效,，輸出緩沖器打開，單片機接受轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),。

　　由于ADC0809片內(nèi)無時鐘產(chǎn)生電路,，可利用8051提供的地址鎖存允許信號ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得。將P2．7作為片選信號,，在啟動A／D轉(zhuǎn)換時,，由單片機的寫信號和P2．7控制ADC0809的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動。由于AIE和START連接在一起,，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時,，啟動并進行A／D轉(zhuǎn)換。再讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時,，用單片機的讀信號和P2．7給一級或非門形成的正脈沖作為OE信號,，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。P2．7與ADC0809的ALE,，START和OE之間有如下關(guān)系：

　　2．3 MCS-51單片機

　　MCS-51是一個單片機系列產(chǎn)品,，具有多種芯片型號。按資源配置數(shù)量,，MCS-51系列分為51和52兩個子系列,，其中51子系列是基本型，而52子系列則是增強型,，以芯片型號的最末位數(shù)字的“1”和“2”作標志,。52作為增強型子系列，由于資源數(shù)量的增加，使其芯片的功能也有所增強,。

　　系統(tǒng)的控制電路由單片機80C51為核心元件,，加上外圍電路,，裝入ADC0809的A／D轉(zhuǎn)換程序和液晶顯示內(nèi)部程序就可以進行數(shù)據(jù)控制,。

　　單片機80C51的腳外接電路是一報警電路，當腳輸出為高電平時不報警,；當待轉(zhuǎn)換信號超出了溫測范圍,，腳輸出低電平，這時就會報警,。

　　單片機80C51內(nèi)部含有振蕩電路,，就只需要在XTAL1和XTAL2這兩個管腳外接晶體振蕩器作為振蕩源，振蕩信號經(jīng)內(nèi)部電路整形作為單片機的主頻信號,。在RST管腳外接了手動復(fù)位和上電復(fù)位兩種復(fù)位電路,。

　　通過T0，T1腳接的按鍵S1和S2可以實現(xiàn)選擇測溫通道,，實現(xiàn)定點檢測：在檢測時,，當需要檢測顯示某個通道時，按下S1按鍵就選擇第一路溫度檢測,，再按一次S1按鍵,，則選擇到第二路溫度檢測，再按一次S2就顯示第一通道,，以此類推,，當按到所需要的通道時，停下來就顯示該通道的數(shù)據(jù),，以實現(xiàn)通道檢測的切換,。
2．4 溫度顯示電路

　　溫度顯示電路使用的是液晶顯示，液晶顯示比LED數(shù)碼管顯示要簡便,，外圍電路元件也較少,。LCD1602是一種液晶顯示器件。

　　溫度顯示電路如圖4所示,。

　　R32用于調(diào)節(jié)顯示的對比度,，15腳、16腳外接一個5 V的背光電壓,。

　　LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形,，這些字符有阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫,、常用的符號和日文假名等,，每一個字符都有一個固定的代碼。

　　3 軟件系統(tǒng)設(shè)計

　　當檢測到的溫度信號送至A／D轉(zhuǎn)換電路時，程序初始化,，當送入到P0口的模擬信號是高電平,，則通過P0口送入80C51進行數(shù)字信號處理，數(shù)據(jù)處理完后經(jīng)P1口送到顯示器顯示,，如送入到P0口的模擬信號不是高電平,，則返回。

　　主程序的流程圖如圖5所示,。

　　中斷程序流程圖如圖6所示,。A／D轉(zhuǎn)換流程圖如圖7所示。

　　4 結(jié)語

　　系統(tǒng)采用半導(dǎo)體集成溫度傳感器AD590,。AD590溫度傳感器不但實現(xiàn)了溫度轉(zhuǎn)換為線性化電量,，而且精度高、互換性好,、應(yīng)用簡單方便,，并且可把輸出的電信號經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以發(fā)揮其實時和準確的特點,。

　　總之,，與水銀溫度計、銅一鎳熱電偶溫度計及半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計相比,，AD590具有線性好,，測溫不需要參考點及消除電源波動等優(yōu)點，因此在常溫范圍內(nèi)可以取代它們,，廣泛的應(yīng)用于科技和工業(yè)領(lǐng)域中,。