简易数字温度计的设计与制作

简易数字温度计的设计与制作 简易数字温度计的设计与制作 摘　要：单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个量。本文作者采用AT89C51单片机和温度传感器AD590从硬件和软件两方面介绍了一款简易数字温度计的设计过程， 并对硬件原理图和程序流程图作了简洁的描述。 关键词：单片机AT89C51；温度传感器AD590；数字温度计；模数转换；数码显示 1.前言 随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度传感器AD590具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点，本文作者利用集成温度传感器AD590设计并制作了一款基于AT89C51的4位数码管显示的数字温度计，其电路简单，软硬件结构模块化，易于实现。 2.系统功能原理及硬件组成 该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理的数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共４位七段码LED显示器上。 系统以AT89C51单片机为控制核心，加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成。系统组成框图如图 【简易数字温度计设计概述】 随着科技的进步，单片机技术在日常生活中的应用越来越广泛，尤其是在电子产品的设计中。温度的测量与控制是人们日常生活中不可或缺的需求，因此，设计一款简易数字温度计显得尤为重要。这款基于AT89C51单片机和AD590温度传感器的数字温度计克服了传统温度计的诸多缺点，如响应速度慢、读数困难、测量精度低等，提供了一种高效、精确且易操作的解决方案。 【核心组件与工作原理】 1. **AT89C51单片机**：该系统的核心控制器是Atmel公司的AT89C51，它是一款8位微处理器，内置128字节RAM，4个8位并行I/O口，支持中断优先级和定时计数器等功能。P0口接收模数转换器的数据，P2.0连接到ADC0804的INTR端，用于检测转换完成，P1口则用于控制数码管的显示和位选信号，P3口则用于控制ADC0804的启动和读取数据。 2. **AD590温度传感器**：AD590是一款高精度、宽温度范围(-55℃至+150℃)的集成两端感温电流源。其输出电流与绝对温度成正比，温度每增加1℃，电流增加1μA。通过10kΩ电阻，可以将电流转换为电压，形成线性温度-电压关系，便于后续处理。 3. **模数转换器ADC0804**：ADC0804是一款8位逐次比较型模数转换器，它可以将AD590输出的模拟电压信号转换为数字信号，供AT89C51处理。转换时间短，分辨率高，适合实时温度监测。 【系统硬件架构】 系统由以下几个主要部分构成： - AT89C51单片机：作为系统的中央处理器，处理AD590转换后的数据，并控制数码管显示温度。 - AD590温度传感器：负责温度测量，输出与温度成比例的电流。 - ADC0804模数转换器：将AD590的模拟电压转换为数字信号，供单片机处理。 - 数码管显示电路：接收单片机的指令，显示当前测量的温度值。 - 接口电路和电源、时钟电路：提供稳定的工作环境和支持系统正常运行的必要条件。 【系统功能与实现】 温度采集电路中，AD590产生的电流通过10kΩ电阻，形成与温度成正比的电压。这一电压信号经过运算放大器进行放大和零点校正，然后送入ADC0804进行模数转换。转换后的数字信号被AT89C51接收，通过程序计算出实际温度，并控制4位数码管显示。通过这种方式，实现了温度的实时监测和准确显示。 【总结】 简易数字温度计的设计结合了AT89C51单片机的处理能力与AD590的高精度温度传感特性，通过模数转换和数码显示技术，构建了一个高效、直观的温度测量系统。这种设计不仅简化了硬件电路，提高了测量精度，而且易于扩展和应用到各种温度控制场景，体现了现代电子技术在日常生活中的广泛应用价值。