基于AD590温度采集系统的设计正文

东 北 石 油 大 学课 程 设 计2014年7 月 8日课 程单片机课程设计 题 目 基于AD590的温度及设计院 系 电气信息工程学院测控系 专业班级 测控11-1 学生姓名 申哲宁 学生学号 110601240118指导教师 陆敬祎 张岩东北石油大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目基于AD590的温度及设计专业测控技术与仪器申哲宁学号8一、任务设计一款基于AD590温度传感器，采用A/D转换器设计的温度监测系统。

二、设计要求[1] 使用AD590将温度信号转换成模拟信号，再由0809转换成数字信号显示；[2] 在Proteus环境下仿真课程设计容，实现对温度计模拟现实温度；[3] 提交规的课程设计报告；[4] 提交该课程设计的电路图和源程序；三、参考资料[1］立南.单片机原理及应用教程[M].2006.1.[2] 瑞新.单片机原理及应用教程[M].2003.7.[3] 马建国、孟宪元.电子设计自动化技术基础[M].清华大学出版.2006.1.[4] 威.实用电子系统设计基础[M].2008.1.[5] 靖武.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].2007.4.[6] 海雁.《AD590温度传感器》.测试技术学报.1997.11.[7] 燕,兰志强. 《AD590集成电路温度传感器的特性测量与应用》.中国仪器仪表,2005.6.[8] 新安.《用AD590制作高精度数字温度计》.实用电子制作，2007.8.完成期限2014.6.30 至2014.7.9指导教师陆敬祎岩专业负责人广华2014年6月30 日目录第1章绪论 (3)1.1 温度传感器AD590概述 (3)1.2 温度计技术状况 (3)1.3 本设计任务 (3)第2 章总体方案论证 (4)2.1 温度采集模块 (4)2.2 A/D转换模块 (6)2.3 温度值显示模块 (8)第3章系统硬件设计 (10)3.1 温度测量采集及加热电路模块 (10)3.2并行A/D(模数)转换模块 (11)3.3 标度转换的算法 (12)3.4 数码管动态显示模块 (12)第4章系统软件设计 (13)4.1 驱动程序流程图 (13)第5章系统调试与仿真结果 (15)5.1 系统调试 (15)结论 (17)参考文献 (18)附录1 程序 (19)第1章绪论温度测量领域的新技术不断涌现，主要表现在以下两方面：(1)温度传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向发展；(2)在温度测量系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿等项新技术。

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。

基于AD590的温度测控系统设计本文介绍了一种适用于实验室条件下实验、研究和二次开发的数字式温度测控装置。

该器件采用新型集成温度传感器AD590作为温度测量元件，并提供两个控制单元进行实验比较。

通过测量和控制恒温器中的温度，获得了令人满意的结果。

1.引言对于导弹武器和设备等大型系统，其性能往往受到外部环境和自身运行条件的影响。

其中，温度的影响往往起着非常重要的作用。

因此，温度检测和控制一直是许多研究者关注的焦点。

然而，一些温度测控装置精度低，温度控制不准确，一些新仪器成本高，难以推广。

特别要指出的是，过去开发的温度测控系统通常是一个独立的系统，一物一用，很难被其他系统采用，存在维护困难、维修不便等问题。

为此，作者根据目前流行的模块化设计原理，开发了一种适用于实验室条件下研发的高精度温度测控装置。

2.工作原理图l为WCZ-98型温度测控装置的电气原理图。

其工作原理为：以AD590为一桥臂的测温电桥采取到的温度信号，经差动放大并进行缓冲隔离后一路送至数显表进行数字化温度显示，另一路与设定值相比较。

比较出来的差值由开关K控制可选择送人两路调节控制器。

其中一路由比较放大器和继电器组成，以此为调节控制器可使该装置形成一个无需与计算机相连的独立的测控温设备;另一路由PID调节器(由A/D、D/A与装有PID调节软件的计算机构成)和可控硅组成。

从调节控制器出来的信号通过控温执行元件实现温度控制。

下面就其中几个部分的原理进行分析。

AD590是美国AD公司生产的专用集成温度传感器，属于电流输出型。

图2所示为AD590在三个不同温度下的电流一电压特性曲线。

在一定温度范围内，它相当于一个高阻电流源，其电流温度灵敏度为lμA/K。

它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声等的干扰。

此外，它还具有体积小、测温精度高、线性好和互换性强等特点，非常适用于远距离测控，同时也适用于本文所要求的模块化、分体式结构的特点。

其主要技术指标为：a.测温范围：一55.150℃;b.电流输出(标定系数)：lμA/K;c.电源电压：直流4—30V;d.线性度：在满量程范围内小于±0.5℃;e.重复性：±0.1℃;f.输出阻抗：约为10MQ;g.长期漂移：±0.1℃/月。

ad590数字温度计的设计制作实验报告数字温度计的设计实验Sunny出品，必属精品。

大学物理实验报告系列1数字温度计的设计实验【摘要】AD590是一种被广泛应用于温度测量和温度监控的集成温度传感器。

本实验要求利用AD590设计制作数字温度计。

【关键词】AD590；数字温度计；传感器一引言随着传感器技术的飞速发展,各种各样的温度传感器被广泛的应用于教学、科研和工业生产中。

其中集成温度传感器AD590,因其线性好、精确度高和易于实现计算机在线测试与数据处理等优点,在常温条件下已占有越来越重要的位置。

它可直接输出与热力学温度成比例的电流信号,在输出端串联一个电阻则转换为电压信号。

除此之外,AD590还具有测温不需要参考点、抗干扰能力强、互换性好等优点【１】。

作者测量了AD590输出电流与温度的关系，同时研究了不同工作电压对输出电流的影响，并用AD590制作了温度范围从室温到70℃的温度计。

二实验原理1、AD590传感器的工作原理及特性测量。

AD590集成温度传感器由多个参数相同的三极管和电阻组成。

当它两端加上一定工作电压时，输出电流与温度满足如下关系：I=Bθ+A 【2】(1) 但是若AD590传感器处于非工作电压状态下时，输出电流与温度呈现非线性的关系。

因此，在测量过程中应保证AD590处于工作电压的范围下。

本实验中，用如图1所示的电路测量AD590传感器温度与输出电流的关系以及不同电压对输出电流的影响Sunny出品，必属精品。

大学物理实验报告系列 232、用AD590制作室温计。

本实验用非平衡电桥法制作数字温度计，电路图如图2。

假定电压表为理想电压表，则图中的电路满足如下的关系：U?IRU03?RRR2,1?2式中U为电压表示数，I为经过AD590传感器的电流。

2）（把（1）式代入（2）式可得：U?BR3??AR3?U0（3）R2,R1?R2为使电压表上读得的mV数即代表AD590 检测到的摄氏温度，整个电路的转换系数应为1mV/℃。

目录一．AD590的简介 (6)1.1 AD590温度传感器的原理 (6)1.2 AD590主要技术参数 (6)二．系统设计原理与论证 (7)2.1温度控制总体框图 (7)2.2 总体方案设计 (7)2.3 各部分电路设计 (7)2.3.1温度信号调理电路设计 (7)2.3.2温度转换和单片机电路设计 (8)2.3.3单片机和显示电路设计 (9)2.3.4报警电路设计 (10)三．结论与体会 (11)四．参考文献 (12)五．完整电路图 (12)一．AD590简介1.1AD590温度传感器的原理温度传感器的原理如图1-1 所示图中I1是恒流源,TR1、TR2是三极管, 利用晶体三极管的PN结作为感温器件。

根据PN结的温度特性得到：可见，输出电压错误!未找到引用源。

和绝对温度T成正比。

1.2 AD590 主要技术参数：工作电压: 4～30V工作温度: - 55℃～150℃正向电压: + 44V反向电压: ) 20V灵敏度: 1uA/ K输出电阻: 710MΩ二．系统设计原理与论证2.1 温度控制总体框图图2-1 系统硬件结构框图该温度控制系统由温度传感器（AD590）、信号调理电路、温度转换和单片机显示报警部分，具体如图2-1所示。

2.2 总体方案设计采用单片机AT89C51为核心。

采用了温度传感器AD590采集温度变化信号，A/D采样芯片ADC0808将其转换成数字信号并通过单片机处理后去控制温度，使其达到稳定。

使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示，并且通过软件编程能实现各种控制算法使系统还具有控制精度高的特点。

总体设计流程图：2.3 各部分电路的设计2.3.1 温度信号调理电路设计采用温度传感器AD590。

：AD590具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。

其测量范围在-50℃-- +150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃，其各方面特性都满足此系统的设计要求。

基于AD590温度检测的温度传感器设计摘要：为了对温度数据进行采集，设计了一种基于AD590温度检测的温度传感器，实际测试表明，该传感器采集精度高，采样实时性强，可靠运用于某检测设备的温度数据采集。

关键词：温度检测；采集；传感器；AD5900引言AD590温度传感器的应用范围很广，它不仅广泛应用于日常生活中，而且也大量应用于自动化和过程检测控制系统。

测温范围为-55℃～+150℃，具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点，为了能实现某检测设备采集温度数据，本文提出了利用AD590温度检测的温度传感器设计。

基于以上要求，本文主要研究了怎样通过AD590设计温度传感器。

主要包括硬件设计、外形结构设计、软件的实现及测试。

1硬件设计1.1 调零电路在设计测温电路时，首先应将AD590电流转换成电压，由于AD590为电流输出元件，输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，它的温度每升高1K，电流就增加1μA。

为转换成电压，当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV，就转换成电压UR4为（2.73+T）×0.01V（T温度，摄氏度），采用电压跟随器形式输出V1（V1=UR4），以增加信号的输入阻抗。

当单电源工作时，为避免输出产生负电压，其参考电压VREF取为2.53V,该电压决定输出零点，通过调整电位器RP1，来调整零点，考虑供电电压不稳，采用TL431稳定参考电压。

图1 调零电路图1.2测温电路为了调节放大系数，同时有助于消除R7、R8、R9阻值与传感器输出精度带来的误差，在电路中增加了电阻器RP2，如图2。

根据电路得计算公式Vo=（V1-VREF）×[（R7+R8+R9+RP2）/（R8+RP2）]，理论上Vo=3（V1- VREF），取VREF为2.53V，得温度测量值为：T=Vo/0.03-20 （℃）。

基于AD590测温电路的设计与分析1306XXX班XXX 11306XXXXX(哈尔滨工业大学电气学院)摘要：AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型双端子温度传感器。

本文利用集成运放的线性特点与AD590良好的线性特性与互换性测温电路，并用Multisim进行仿真分析。

关键词：；集成运放；测温；Multisim；AD5900 引言集成温度传感器实际上是一种半导体集成电路，具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，因此得到广泛应用。

本文根据电流电压转换原理利用AD590设计温度测量电路。

1 设计要求（1）测量温度范围内0℃~30℃，输出电压上限5V。

（2）电阻用标称值。

（3）给出所选运放型号和管脚图。

（4）AD590管脚图。

（5）对部分或全部电路仿真。

2 方案提出2.1 AD590 简介集成温度传感器AD590是一种电流型双端子元件，有“+”，“-”两个有效引脚，给这两个引脚提供电压后，其通过的电流与AD590的温度呈正比，这里AD590的输出电流273(︒+=。

AD590管脚图如图1所示。

Iμ)tAC图1 AD590管脚图2.2 电路设计本实验所设计的电路由三部分构成，电路原理图如图2所示。

第一部分是直流偏置电路，以使0℃时电路的输出量为0；第二部分是含有AD590的支路；第三部分是线性放大电路。

试验中第一级放大电路的输出变化量为10mV/℃，第二级放大电路的输出变化量100mV/℃。

AR'D Z R 1R WR 2R f1I1I f∞I V15-+15V5.1VU OA D 590图2 测温电路原理图实验中采用的运算放大器为uA741，其管脚图如下图所示。

图3 uA741管脚图3 分析过程为保护稳压管加保护电阻1R ，此电路选择1R 的阻值为5kΩ。

又因)(21R R I U w z +⋅=，则12I U R R zw =+，要使A I μ2731=，则Ω=+k R R w 68.182。

课程设计报告论文题目：温度测量电路设计学院（系）：班级：学生姓名：学号指导教师：时间：基于AD590的温度测量电路设计摘要：给出了一种数字式温度测量电路的设计方案，该设计是基于温度传感器AD590、集成放大芯片LM324、12位4路A/D 转换芯片ADS7841、以及单片机STC89C51来实现的。

文章详细介绍了该系统的总体设计方案以及模拟电路部分的硬件设计及调试方法。

关键词：温度测量系统；传感器；放大电路正文：1.原理与总体方案电路中，用AD590获取温度信号。

根据AD590的数据手册可以知道，在正常工作的情况下，AD590的电流变化1μA ，相当于环境温度变化1摄氏度，当环境温度为0摄氏度的时候，AD590产生273μA 的电流。

AD590经过10K 的电阻串联后，在电阻的两端产生（2.73+T ）V 的电压，该电压经过由LM324构成的差分放大电路后，调整为0~5V 的电压，然后由ADS7841转换成数字信号，送给单片机STC89C51，进行数码显示。

设计的具体方案流程图如图 1.1.0所示：2.硬件设计：具体的电路图如图1.1.1所示，AD590工作在5V 的电源下，产生273~373μA （0~100摄氏度）的电流，经过R1的分压过后，转换为2.73~3.73V 的电压，经过一个由LM324构成的跟随器后，送至三运放放大电路的一端（设这个电压为U0）。

稳压管1N4728可以将5V 的电源稳压成为3.3V ，再经1K 的滑动变阻器R7分压后，产生2.73V 的电压（U1），送至三运放放大电路的另一输入端。

由三运放的放大关系可知：Uout=U0-U1=)1i 0i )(8321(U U R R R -++，其差模增益送ADS7841图1.1.0Kd 为：83211i 0i 10d R R R U U U U K ++=--=，因此，可以通过调节5K 的滑动变阻器R8的阻值，来调节放大倍数。

前言进入21世纪后，特别在我国加入WTO后，国内产品面临巨大挑战。

各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。

例如纺织行业，温湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。

制药行业里也基本如此。

而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。

值得一提的是，随着农业向产业化发展，许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式，采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战，并打进国外市场。

各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植反季节蔬菜，花卉；养殖业对环境的测控也日感迫切；调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。

我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座，自动化程度较高，成本也高。

国内正在逐步消化吸收有关技术，一般先搞调温、调光照，控通风；第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。

此外，国家粮食储备工程的大量兴建，对温湿度测控技术提也提出了要求。

温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。

温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。

温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。

从17世纪初人们开始利用温度进行测量。

在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。

与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。

温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。

一般测量精度较高。

在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。

但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。

它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。

东 北 石 油 大 学课 程 设 计2014年 7 月 8日课 程 单片机课程设计题 目 基于AD590的温度及设计 院 系 电气信息工程学院测控系专业班级 测控11-1 学生姓名 申哲宁 学生学号 110601240118 指导教师 陆敬祎 张岩东北石油大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目基于AD590的温度及设计专业测控技术与仪器姓名申哲宁学号110601240118 一、任务设计一款基于AD590温度传感器，采用A/D转换器设计的温度监测系统。

二、设计要求[1] 使用AD590将温度信号转换成模拟信号，再由0809转换成数字信号显示；[2] 在Proteus环境下仿真课程设计内容，实现对温度计模拟现实温度；[3] 提交规范的课程设计报告；[4] 提交该课程设计的电路图和源程序；三、参考资料[1］范立南.单片机原理及应用教程[M].2006.1.[2] 刘瑞新.单片机原理及应用教程[M].2003.7.[3] 马建国、孟宪元.电子设计自动化技术基础[M].清华大学出版.2006.1.[4] 姜威.实用电子系统设计基础[M].2008.1.[5] 张靖武.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].2007.4.[6] 赵海雁.《AD590温度传感器》.测试技术学报.1997.11.[7] 刘燕,兰志强. 《AD590集成电路温度传感器的特性测量与应用》.中国仪器仪表,2005.6.[8] 张新安.《用AD590制作高精度数字温度计》.实用电子制作，2007.8.完成期限2014.6.30 至2014.7.9指导教师陆敬祎张岩专业负责人曹广华2014年6月30 日目录第1章绪论 (5)1.1 温度传感器AD590概述 (5)1.2 温度计技术状况 (5)1.3 本设计任务 (6)第2 章总体方案论证 (7)2.1 温度采集模块 (7)2.2 A/D转换模块 (9)2.3 温度值显示模块 (12)第3章系统硬件设计 (13)3.1 温度测量采集及加热电路模块 (13)3.2并行A/D(模数)转换模块 (15)3.3 标度转换的算法 (15)3.4 数码管动态显示模块 (16)第4章系统软件设计 (17)4.1 驱动程序流程图 (17)第5章系统调试与仿真结果 (19)5.1 系统调试 (19)结论 (21)参考文献 (23)附录1 程序 (24)第1章绪论温度测量领域的新技术不断涌现，主要表现在以下两方面：(1)温度传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向发展；(2)在温度测量系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿等项新技术。

东 北 石 油 大 学课 程 设 计2014年7 月 8日课 程单片机课程设计 题 目 基于AD590的温度及设计院 系 电气信息工程学院测控系 专业班级 测控11-1 学生姓名 申哲宁 学生学号 110601240118指导教师 陆敬祎 张岩东北石油大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目基于AD590的温度及设计专业测控技术与仪器姓名申哲宁学号110601240118 一、任务设计一款基于AD590温度传感器，采用A/D转换器设计的温度监测系统。

二、设计要求[1] 使用AD590将温度信号转换成模拟信号，再由0809转换成数字信号显示；[2] 在Proteus环境下仿真课程设计内容，实现对温度计模拟现实温度；[3] 提交规范的课程设计报告；[4] 提交该课程设计的电路图和源程序；三、参考资料[1］范立南.单片机原理及应用教程[M].2006.1.[2] 刘瑞新.单片机原理及应用教程[M].2003.7.[3] 马建国、孟宪元.电子设计自动化技术基础[M].清华大学出版.2006.1.[4] 姜威.实用电子系统设计基础[M].2008.1.[5] 张靖武.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].2007.4.[6] 赵海雁.《AD590温度传感器》.测试技术学报.1997.11.[7] 刘燕,兰志强. 《AD590集成电路温度传感器的特性测量与应用》.中国仪器仪表,2005.6.[8] 张新安.《用AD590制作高精度数字温度计》.实用电子制作，2007.8.完成期限2014.6.30 至2014.7.9指导教师陆敬祎张岩专业负责人曹广华2014年6月30 日目录第1章绪论 (3)1.1 温度传感器AD590概述 (3)1.2 温度计技术状况 (3)1.3 本设计任务 (3)第2 章总体方案论证 (4)2.1 温度采集模块 (4)2.2 A/D转换模块 (6)2.3 温度值显示模块 (7)第3章系统硬件设计 (8)3.1 温度测量采集及加热电路模块 (8)3.2并行A/D(模数)转换模块 (9)3.3 标度转换的算法 (9)3.4 数码管动态显示模块 (10)第4章系统软件设计 (11)4.1 驱动程序流程图 (11)第5章系统调试与仿真结果 (13)5.1 系统调试 (13)结论 (15)参考文献 (16)附录1 程序 (17)第1章绪论温度测量领域的新技术不断涌现，主要表现在以下两方面：(1)温度传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向发展；(2)在温度测量系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿等项新技术。

590AD 温度传感器摘要本文介绍了基于430MSP 单片机和590AD 温度传感器的一种温度采集系统，是利用169F 430MSP 单片机编程将传感器产生的模拟信号转变为数字信号，并在液晶显示器上显示出实时温度。

该系统中温度测量范围为C 10 -到C 50 。

测量精度达到小数点后一位。

在软件编程上，采用了C 语言进行编程，使用了显示模块程序、数据存取程序、A/D 转换程序等。

通过实验证明，本系统的测试结果与实际环境温度一致，对检测的温度进行实时显示。

关键词： 590AD 模拟温度传感器 D A 转换一、系统设计与实现1.基础部分1.1．系统硬件设计590AD 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。

它的主要特性是流过器件的电流（A μ）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：K /1TI r A =μ 式中：r I —流过器件（AD590）的电流，单位为μA ；因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电位器阻值1R 一定时，电压1V 随温度改变线性变化。

经运算放大器（跟随器）匹配放大，模拟电压进入单片机模拟信号采集端口。

经单片机模数转换模块处理，转换为数字信号。

将实时温度显示在液晶显示器上。

接口连接电路如图一所示，由于AD590的电流与热力学温度数值相等，则电压1V 与实时温度成正比，所以单片机采集的模拟电压与实时温度成正比。

经过单片机程序运算可以得出实时温度。

1.2．软件程序设计系统程序主要实现对采集来的模拟信号进行模数转换，并对数字信号进行液晶显示，所以程序有采集模拟信号、D A 转换和液晶显示三部分，程序设计流程图如下，1.3．数据分析计算590AD 产生的电流与绝对温度成正比，则单片机采集的电压值与温度成正比，169F 430MSP 单片机中的12ADC 模块转换结果的计算公式如下：-+---⨯=R R R IN ADC V V V V N 4095 其中，IN V 等于输入模拟电压，+R V 为参考电压的正电压，-R V 为参考电压的负电压（一般取0 V ）。

摘要本文提出的温度采集控制系统以单片机（AD590）为核心，由控制部分、显示部分和温度测量部分组成。

该系统大部分功能通过硬件来实现，电路简单明了，系统稳定性很高。

这套温度控制系统可以方便地实现温度测量、温度显示等功能，并通过与单片机连接的键盘可以实时设定测控温度的下限，还可以连接相应的外围电路，在收到单片机发出的指令后对环境进行检测本文首先描述系统硬件工作原理，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统所应用的各硬件模块的功能和它的工作过程；其次，详细阐述了程序的各个模块及其实现过程。

本系统的主要设计思想是以硬件为基础，软件和硬件相结合，最终实现各个模块的功能。

关键字：单片机；温度采集；硬件模块ABSTRACTThe design and implementation of temperature control system based on SCM (AD590), it makes up of control part, display part and temperature testing part. Mostfunctions of this system are realized by hardware, the electric circuit is reliable, and the system can achieve higher stability.The system can measure and display the temperature, set the limit figure of temperature by the keyboard which connects with SCM instantly, and still can link corresponding peripheral equipment to heat the environment up after received the instruction that SCM issued.Firstly, the working principle of hardware is described in this paper which adds the structural block diagram for explanation. This paper emphatically introduces the functions and working process of each applied module. Secondly, this text expounds the functions of each module of program. The dominant thought of this text is that hardware is regarded as the foundation, software combining with hardware to actualize the functions.Key Words: SCM; Temperature collection; Hardware module1 引言在国民经济各部门，如电力、化工、机械、冶金、农业、医学以及人们的日常生活中，温度检测是十分重要的。

一、设计思路：该数字温度计的设计要求为：1）三位数码管显示，2）温度显示范围：-10℃～100℃。

电路由温度传感器（AD590），电压-电流转换电路，AD 转换，CPU ，显示模块组成。

AD590属于电流输出型传感器，其输出的电流经电压-电流转换电路变为模拟电压信号，通过AD 转换变为数字量。

此数字量输入CPU ，CPU 直接控制显示。

显示模块由三个LED 数码管，总线驱动器和若干阻排组成。

硬件连接如下图：【AD590】AD590的主要特性：AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流传感器,是一种已经IC 化的温度感测器,它会将温度转换为电流。

其规格如下： a 、 度每增加1℃,它会增加1μA 输出电流 b 、 可测量范围-55℃至150℃ c 、 供电电压范围+4V 至+30V AD590的管脚图及元件符号如下图所示：AD590相当于一个温度控制的恒流源，输出电流大小只与温度有关，且与温度成正比。

只需一个精密电阻，就可以将电流（温度）信号转化为电压信号，总的灵敏度系数通过该电阻设定。

AD590的温度系数是1μA/K ，即温度每增加1K ，它会增加1μA 输出电流。

其输出电流是以绝对温度零度-273℃为基准，每增加1℃，它会增加1μA 输出电流，因此 -10℃到100℃时AD590输出电流为263μA 到373μA 。

ADC0809的输入电压为0-5V ，所以需要电流-电压转换电路。

电流-电压转换CPU 8051模数转换 AD0832显示模块 数码管温度传感器 AD590【电流-电压转换电路】电压-电流转换电路图中，AD590输出端输出电流，经过10K 的电阻，转换为电压值。

OP07为一射极跟随器，A=1，用于提高输入阻抗。

两个二极管用于隔离干扰。

电流-电压转换公式如下：AD590的灵敏度：1/A K μ经过10K 电阻后：1/1010/A K k mV K μ•Ω= 具体温度-电压值对应如下表摄氏温度/℃AD590电流/μA经10K Ω电压/V-10 263.2 2.632 0 273.2 2.732 10 283.2 2.832 20 293.2 2.932 30 303.2 3.032 40 313.2 3.132 50 323.2 3.232 60 333.2 3.332 100373.23.732【AD 转换电路】AD 转换电路采用模数转换器AD0832，ADC0832 为8位分辨率A/D 转换芯片，其最高分辨可达256级，芯片的模拟电压输入在0~5V 之间。