温度传感器设计报告

温度传感器设计报告

XX工程学院

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一、设计电路

1、设计要求

1）、温度低于或超出设定温度范围时发出报警。

2）、温度值可在数码管上实时数字显示。

3）、报警温度可以由人工自由设定。

2、设计目的

1）、在学完了《电子设计与制作》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。

2）、熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法，了解数字钟的组成及工作原理

3）、培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。4）、培养书写综合设计实验报告的能力

二、设计原理

1、设计模块图

单

显示模块温度采集模块片机控键盘输入模块蜂鸣器报警模块

制

：模块图1图

2、温度感测器LM35

1）、LM35简介：

LM35是由National Semiconductor所生产的温度感测器，其输出电压与摄氏温标呈线性关系，转换公式如式(1)，0时输出为0V，每升高1°，输出电压增加10mV。LM35有多种不同封装型式，外观如图1所示。在常温下，LM35不需要额外的校准处理即可达到C°CC41°±的准确率。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种，其接脚如图2所示，正负双电源的供电模式可提供负温度的量

测；两种接法的静默电流-温度关系如图3所示，单电源模式在25°下静默电流约50μA，非常省电。

2）、LM35封装介绍：

图2：封装形式1 图3：封装形式2

图4：封装形式4（此次采用的封装）

3、单片机AT89C51

AT89C51是美国A TMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大A T89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

功能特性概述：

AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I／O 口线，两个16位定时／计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时／计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

引脚功能说明：

1、Vcc：电源电压

2、GND：地

3、P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I／O 口，也即地址／数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在FIash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。

4、P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I／O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时1逻辑门电路。对端口写“TTL个4电流）．

可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。FIash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。

5、P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I／O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI 指令）时，P2 口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。

6、P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I／O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。

P3口除了作为一般的I／O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：

图5

P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

7、RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

8、ALE／PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE 仍以时钟振荡频率的l／6 输出固定的正脉冲信号，因此它可

对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉（PROG将跳过一个ALE脉冲。）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的DO 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。

9、PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的PSEN信号不出现。

10、EA／VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。

11、XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。

12、XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。

图6 AT89C51引脚图

4、ADC0809介绍

1）．主要特性

1）8路8位A／D转换器，即分辨率8位。

2）具有转换起停控制端。

3）转换时间为100μs

4）单个＋5V电源供电

，不需零点和满刻度校准。5V～＋0）模拟输入电压范围5

6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度

7）低功耗，约15mW。

2）．内部结构

ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，内部结构如图13．22所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近

3）．外部特性（引脚功能）

图7 ADC0809引脚图

ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图13．23所示。下面说明各引脚功能。

IN0～IN7：8路模拟量输入端。

2-1～2-8：8位数字量输出端。

ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路

ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

START：A／D转换启动信号，输入，高电平有效。

EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。

OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。

CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。

REF（+）、REF（-）：基准电压。