简易数字温度计的设计与制作（AT89C51单片机）

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 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 度传感器 字温度计；模数转换；数码显示 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 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 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。 该数字温度计利用 由模数转换器 换成单片机能够处理的数字信号，然后送到单片机 进行处理变换，最后将温度值显示 在 系统以 片机为控制核心，加上 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1所示。 图 1 系统组成框图 一种低功耗 /低电压、高性能的 8位单片机，内部除 ，还包括 128字节 4个 8位并行 I/5个中断优先级， 2层中断嵌套中断， 2个 16位可编程定时计数器，片内集成 4有低功耗，速度快，程序擦写方便等优点，完全满足本系统设计需要。 单片机 447上作为数码管的显示， 作为个数码管的位选信号控制。 能， 启动， 温范围为 55 150，满足人们日常生产和生活中的温度范围。 源电压可在 4V 6以承受 440而器件反接也不会被损坏。 有非常好的线性输出性能，温度每增加 1，其电流增加 1 A。 摄氏温 度 经 100 A 10 A 20 A 30 A 40 A 50 A 60 A 100 A 为了提高精度，扩大测量范围，在 A/而一个高稳定性的、高精度的放大电路是 必须的。当温度变化时， 0个电阻上的压降为 10转换成 10K，为了使此 10用一个 9后通过调节电位器来获得精确的 10算放大器 增加信号的输入阻抗，由运放 把绝对温度转成摄氏温度），最后由运放 。具体硬件连接图如图 2 所示。 图 2 进行数码显示，还需将此信号转换成数字信号。为此我们通过 A/ 片机处理后输出到 控制温度显示电路。 成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片，分辨率 8位，转换时间 100 s，输入电压范围为 0 5V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为 5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在 据总线上，无须附加逻辑接口电路。具体硬件连接图如图 2所示。 段码 由发光二极管组成的七段码 于显示各种数字和字符。该数字温度计的温度显示由 4位七段码 片机以并行通信方式从 过 7447 码，用 4个共阳极 体硬件连接图如图 3所示。 图 3 温度显示及单片机时钟、复位电路 该数字温度计软件部分用 用模块化程序设计思想，将软件划分成若干单元，主要包括主程序、十进制数据转换及调整子程序、程序等。本系统具体汇编源程序见后附。 统主程序 在主程序中，系统上电自动复位以后首先设置堆栈，然后启动 始转换 数据转换结束后读入到累加器 A，然后进行十进制数据转换调整，输出给显示电路。主程序流程图如图 4 所示。 图 4 主程序流程图 进制数据转换调整子程序 由于 七段码 此需要进行二、十进制数据转换。 55)，由于运放放大倍，因此本数字温度计的最大测量温度为 102。由 255* =102，得知 先乘再除 10。 255*4=1020，其中高位 10送高位显示缓冲区 位 20送低位显示缓 冲区小数点设在 将其分别显示为 1(0(2(. 0(。所以，十进制转换调整流程为 A/D（二进制）十进制乘显示。程序流程图如图所示。 图 5 十进制数据转换调整子程序流程图 十进制转换调整后的数据送到寄存器 后通过 4、 个数码显示器中，从而最终把测得的温度显示出来。显示子程序流程图如图所示。 图 显示子程序流程图 本文采用 片机做主控芯片，利用温度传感器 配上相应的外部接口电路，介绍了一款简易数字温度计的设计与制作过程。该温度计系统实现简单、功能稳定、使用方便，适用于人们日常生活和工、农业生产中的各种温度测量。 参考文献： 1白泽生 . 用 J2005,(10):1 2张开生 ,郭国法 片机温度控制系统的设计 J2005,21(7):683何立民 M北京航空航天大学出版社 ,2004. 4杨刚 ,周群 M电子工业出版社 ,2004. 附作者简介： 郇玉龙（