中国矿业大学
课程设计
课程名称测控电路课程设计
题目名称__粮仓温度检测系统_
学生学院机电工程学院
专业班级测控07-2班
学号 ********
学生姓名盛亮
指导教师
2010 年 7 月 8 日
目录
一、摘要 (3)
二、设计背景 (3)
三、设计思路 (3)
模块设计细节
四、硬件设计 (4)
●温度传感器AD590
●信号放大器LM358
●A/D转换电路
●锁存器74LS373
●AT89C51
五、软件设计及程序 (16)
●软件设计流程图
●实用程序
六、电路制作与调试 (22)
●总体图
七、对本设计的创新展望 (23)
八、设计小结 (24)
参考资料目录
一．摘要
本文通过温度传感器AD590检测粮仓温度，接着经信号放大器、去耦除杂处理将有用信号传输到ADC0809将模拟量转变为数字量传输到AT89C51经单片机智能化处理通过LCD实时的显示粮仓温度。
关键字：粮仓温度 AD590 单片机监测温度系统
二．设计背景
粮食温度检测技术是我国粮食储藏的四大技术之一，它可动态监测仓库粮食温度变化情况，为粮食的储藏安全提供了重要保障。传统的粮情监测多由人工取样，手感目测等方法，存在较大缺陷。针对常规温度测量方法的，文章介绍了一种数字式智能温度控制器的设计方案。该温度控制器低功耗单片机AT89C51进行检测与控制，选用单片双端集成温度传感器AD590对粮仓温度实时的采集，再经信号放大去干扰处理，经A/D转换将有用信号输入锁存器74LS373中再传输给单片机。自动粮仓测温监测系统能准确监测粮温，是安全保粮的最科学简洁的方法之一。
三．设计思路
面积为2
1000m的粮仓我们选用5个温度传感器每二百平方米的中央放置一个温度传感器AD590。然后对信号进行放大，经去耦除杂处理，再经A/D转换，通过射频电路模块将该有用信号传输到AT89C51上经行综合处理。最后通过显示器把粮仓平均温度显示出来。
总体设计如下图，本文只重点介绍温度测定问题：
模块设计细节
模块主要由传感器和单片机组成，预期目标如下：
●整个设计包含5个温度传感器，测温时间可控，默认每个温度传感器每
1min检测一次温度，5min一次循环，然后将得到的温度平均温度值显
示在LCD上，从而可以知道一段时间内的温度。
●预设模块检测温度范围为-20℃～100℃.系统可对所测温度进行判断，
如果读取温度的温度在预设范围内，温度正常显示，否则系统显示报警
信息并启动通风及温度调控系统（仅是设计的理念本次设计未做）。
●系统可以手动复位，复位后MCU恢复至预设状态。
四．硬件设计
●温度传感器AD590
1.AD590基本简介
1.0 、电压输出型的灵敏度一般为10mV/K，温度0℃时输出为0，温度25℃时输出
2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1mA/K。AD590只需单电源工作，输出的是电流而不是电压，因此，抗干扰能力强，特别适用于工作运动测量。因是高阻抗电流输出，所以长线上的电阻对器件工作影响不大。
1.2、AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：
①、线性电流输出：1uA/K,正比于热力学温度。
②、AD590的测温范围为-55℃～+150℃。
③、AD590的电源电压范围为4V～30V
④、AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
⑤、输出电阻为710MW。
1.3、AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，广泛应用于不同的温度控制场合。由于AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，常用于测温和热电偶的冷端补偿。
2.AD590的应用电路
1、基本应用电路
图1（a）是AD590的封装形式，图1（b）是AD590用于测量热力学温度的
基本应用电路。因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1kO时，输出电压VO随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有误差，因此应对电路进行调整。调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R2，使VO=273.2mV。在-20℃条件下调整电位器,使VO=273.2-20=253.2（mV），在100℃条件下调整电位器,使VO=273.2+100=373.2（mV）。但这样调整只可保证在-20℃到100℃附近有较高精度。
第三个脚可以不用，是接外壳做屏蔽用的，测量温度时把整个器件放到需要测量温度的地方。
注意事项：Vo的值为Io乘上10K，以室温25℃而言
输出值为10K×298μA=2.98V
2、摄氏温度测量电路
图2 信号接入及信号放大滤波电路
如图2所示，5个温度传感器AD590的接入口1端口共接5V电源，信号输出口共接放大器的输入口5形成正向电压跟随器。加电压跟随器的目地是提高输入阻抗，有利于下一级的放大，也可避免后级放大电路中电阻对AD590输出信号的影响。
本传感器在0℃时输出电压为273.2mV,当温度为-20℃～100℃范围内时输出电压大致为253.2～373.2mV。由此知放大器的放大倍数为10倍即可，使其IN0端输出2.532～3.732V的信号，将此信号经后级滤波器处理后，将较为干净的信号输入ADC0809的IN0端口。由该电压值范围可设置出ADC0809的参考电压为5V即可。
3.N点最低温度值的测量
将不同测温点上的数个AD590相串联，可测出所有测量点上的温度最低值。
