最终版

目录第一章绪论.........................................................11.1课题产生的背景..................................................11.2本课题的内容安排................................................2第二章方案论证.....................................................22.1任务的分析与实现................................................22.2测温仪的硬件方案设计............................................32.3测温仪的软件方案设计............................................3第三章硬件设计....................................................53.1传感器的选择....................................................53.2放大电路的设计..................................................53.3数据采集电路设计................................................63.4显示电路的设计..................................................73.5键盘电路的设计..................................................83.6报警电路的设计..................................................9第四章软件的设计..................................................94.1概述............................................................94.2监控子程序的设计...............................................104.3数据处理子程序的设计...........................................104.4显示子程序的设计...............................................112.3.1数字显示子程序...............................................112.3.2汉字显示子程序...............................................114.5键盘扫描子程序的设计...........................................124.6报警子程序的设计...............................................134.7报警子程序的设计...............................................13第五章调试与分析..................................................145.1调试系统简介...................................................145.2调试故障及原因分析.............................................14结论.............................................................15致谢.............................................................15参考文献...........................................................16附录1硬件原理图.................................................17附录2软件程序清单...............................................18附录3设备清单...................................................34沈阳航空工业学院课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第1页基于集成温度传感器AD590的温度测试仪设（LCD）靳思文沈阳航空工业学院自动化学院摘要：本文设计了一个基于集成温度传感器AD590的温度测试仪设计（LCD），它的主要功能是利用集成温度传感器AD590作为传感元件，集成放大器作为放大电路，A/D转换器作为数据采集器件，单片机作为数据处理器件，LCD液晶屏作为显示器件，用于实现集成温度测试仪的设计。设计最终目的为了要实现一个能对重量信息进行实时数据采集、处理及显示，并可用键盘设定阈值且具有超值报警功能的温度仪。关键字：AD590；数据采集；单片机；键盘扫描第一章绪论1.1课题产生的背景随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围也不断扩大，因而对温度检测技术的要求也愈来愈高，一般可以归纳以下几方面。(1)扩展检测范围现在工业上通用的温度检测范围为200-3000℃，而今后要求能测量超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切，如1OK以下的温度检测是当前重点研究课题。(2)扩大测温对象温度检测技术将会由点测温发展到线、面，甚至立体的测量。应用范围己经从土业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。(3)发展新型产品利用以前的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品，以满足用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。(4)适应特殊环境下的测温对许多场合中的温度检测器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求;又如移动物体和高速旋转物体的测温、钢水的连续测温、火焰温度检测等。(5)显示数字化温度仪表向数字化方向发展。其最大优点是直观、无读数误差、分辨率高、测量误差小，因而有广阔的销售市场。(6)标定自动化应用计算机技术，快速、准确、自动地标定温度检测器。沈阳航空工业学院课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第2页根据上述要求，国内外温度仪表制造商将向以下几方面发展。(1)继续生产量大面广的传统的温度检测元件，如:热电偶、热电阻、热敏电阻等。(2)加强新原理、新材料、新加工工艺的开发。如近来己开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度检测器，厚膜、薄膜铂电阻温度检测器，硅单晶热敏电阻温度检测器等.(3)向智能化、集成化、适用化方向发展。新产品不仅要具有检测功能，又要具有判断和指令等多功能，采用微机向智能化方向发展。向机电一体化方向发展。因此，本课题设计的方向就是在温度检测的智能化、集成化方面进行有效的探索。1.2本课题的内容安排根据设计题目的要求，基于集成温度传感器AD590的温度测试仪，利用AD590温度传感器每升高1℃输出电流就升高1uA的特性，输出微弱的电信号，在通过信号调理电路之后，变成稳住A/D转换要求的信号，然后在LCD液晶显示器将测量的温度显示出来。本次设计的测温仪具有设定使用键盘在一定范围内设定阈值，并且超值报警功能，并且设定界面亲切二年且人性化。论文共五部分：第一章简要介绍课题产生的背景；第二章进行方案论证，包括硬件方案论证和软件方案论证；第三章介绍硬件的设计，对应变式单臂电桥传感器进行测评，以及放大电路和报警电路的介绍；第四章介绍软件的设计，对软件的各个模板进行分析介绍；第五章是程序调试与结果分析部分。第二章方案论证2.1任务的分析与实现本次课程设计是利用集成温度传感器AD590、单片机实验箱、单片机仿真器等设计一个能用LCD实时显示温度的智能温度测试仪。显示为XX℃。主要内容是利用集成温度传感器AD590为测温元件通过信号调理电路将AD590输出的微弱电信号放大调理到0V~5V范围内，在通过ADC0809把模拟信号转换成数字信号，利用单片机控制键盘进行阈值设定，并对A/D转换后的信号沈阳航空工业学院课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第3页进行处理蜂鸣器由单片机控制，以实现超值报警功能，并可以用LCD显示测量的温度值。设计最终目的为了要实现一个能对重量信息进行实时数据采集、处理及显示，并可用键盘设定阈值且具有超值报警功能的测温仪。技术指标：（1）重量显示为XXX℃。（2）测量范围：0~100℃。2.2测温仪的硬件方案设计对于单片机控制的温度测试仪，在实际使用中需要亲切的开始界面，人性化阈值设定界面，和清晰简明的测试界面。单片机的程序不仅要分别对A/D转换、LCD显示、键盘、报警等电路控制，还要对A/D转换的结果与阈值比较，实现超值报警的功能，还有就是要对A/D转换后的数字量进行线性变换，以达到转换成温度值的目的。基于以上的分析，正确地计算出采样信息中所对应的温度值，用单片机汇编语言编写程序，先设定阈值，再对采样后数据A/D转换，线性变换成温度值，与阈值比较，实现超值报警的功能。按照以上的要求设计，不仅要完成以上的各个功能，并且实现了对前面板设计的美观大方、操作方便，后面板审计的简洁、布线合理、功能完善。流程方框图如图1.图1流程方框图2.3测温仪的软件方案设计对于单片机控制的温度测试仪，在实际使用中需要亲切的开始界面，人性化阈值设定界面，和清晰简明的测试界面。单片机的程序不仅要分别对A/D转换、LCD显示、键盘、报警等电路控制，还要对A/D转换的结果与阈值比较，实现超AD590集成温度传感器采集信号调理电路键盘扫描输入阈值LCD液晶显示电路单片机ADC0809模/数转换沈阳航空工业学院课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第4页值报警的功能，还有就是要对A/D转换后的数字量进行线性变换，以达到转换成温度值的目的。基于以上的分析，正确地计算出采样信息中所对应的温度值，用单片机汇编语言编写程序，先设定阈值，再对采样后数据A/D转换，线性变换成温度值，与阈值比较，实现超值报警的功能。按照以上的要求设计，不仅要完成以上的各个功能，并且实现了对前面板设计的美观大方、操作方便，后面板审计的简洁、布线合理、功能完善。如图2总程序流程图。图2总程序流程图Y是否完成？报警设定阈值？NY数据采样数据处理大于阈值？开始阈值设定是否完成？NNY沈阳航空工业学院课程设计论文基于集成温度传感器AD590的温度测试仪第5页第三章硬件设计3.1传感器的选择本此次课设选用的传感器型号是AD590温度传感器。AD590是单片集成两端感温电流源。它的主要特性有：1、流过器件的电流（uA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：uA/K式中：—流过器件（AD590）的电流，单位为uA；T—热力学温度，单位为K。2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃。3、AD590的电源电压范围为4V～30V。电源电压可在4V~6V范围变化，电流变化1uA，相当于温度变化1K。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。3.2放大电路的设计本设计利用集成温度传感器AD590，因为其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。由于一般电源供应教多器件之后，电源是带杂波的，因此我们使用齐纳二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，其输出电压V1需调整至2.73V，接下来我们使用差动放大器其