温度采集显示系统的设计(AT89C51)

【摘要】 随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。，该温度控制器是以PT热敏电阻为传感器的信号采集端，将温度信号转换成电压信号，再经ADC0809进行模数转换，进一步将电压信号转换成单片机可以处理的00H～FFH数字信号，并保证温度与数字信号实时同步，经单片机89C51进行数据处理，再进一步变成与实际温度相符合的数字信号，并在LED数码管上实时跟踪显示，在温度与设置标准温度相异时进行温度控制。键盘/显示采用串行接口芯片ZLG7289A，硬件简单，数据处理进行多次采集取平均值的方法，手动设置标准温度，贴近实际，实用性强！

【关键词】 AT89C51、A/D转换器ADC0809、LED数码管、温度传感器、模数转换

【引言】 温度采集显示系统的开发在很大意义上提高了生产生活的需要，方便了生产中对温度的控制，有效的提高了生产质量。外围电路比较简单杂，测量精度较高，分辨力高，使用方便。温度检测是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。本次毕业设计正是为了完成温度采集显示而设计的，而且采用了温度传感器，可以说与人们的日常生活是息息相关的，具有很大的现实意义。

系统硬件设计方案
本设计采用AT89C51单片机是Atmel公司的产品，与Intel 公司的MCS51系列兼容。在AT89C51单片机内部有作为程序存储器的Flash存储器，其容量为4KB,可以承受不低于1000次的反复擦写，调试比较方便。
在温度测量时，需要将温度的变化转换为对应的电压信号的变化，这就需要借助温度传感器。常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶、集成温度传感器等。选用负温度系数热敏电阻作温度传感器（感温元件）。当温度升高时，负温度系数热敏电阻的阻值变小；相反，温度下降时阻值变大。
将热敏电阻的阻值转换成相应的电压变化，需要一个转换电路。这种转换电路种类较多，典型电路是桥式电路，简称为电桥。将热敏电阻与3个普通电阻组成桥式电路，当温度变化时，电桥的输出电压信号随之变化。
由于电桥输出的电压信号幅值较低，要经过放大电路放大后才能满足A/D转换器对输入电压的要求，运算放大器LM324与外围器件构成放大电路。桥式电路与放大电路共同构成测温电路。
测温电路输出的电压信号是模拟信号，需要经过A/D转换器转换成数字量后才能被单片机识别。该系统采用8位A/D转换器ADC0809集成电路芯片。
AT89C51单片机控制ADC0809将模拟电压信号转换成数字信号，并根据这个数字信号查表取得相应温度值，送到数码管显示。根据设计要求，可以用4 位LED数码管显示当前温度值。由于数码管位数不多，可以采用静态显示方式和BCD-七段译码。但考虑制作成本，采用动态显示方式和程序译码方式，即直接从I/D口送出七段码。
选择AT89C51单片机，系统时钟取6MHZ，采用一片模拟/数字转换芯片，将被测温度相应的电压模拟量转换为数字量送入单片机进行算法处理。系统扩展四个数码显示管（LED），以显示被测温度的数值，该温度测量控制系统的硬件设计原理框图如图1所示,硬件参考图如附录。