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1、精品论文大集合基于 AD592 的温度监控系统李娟娟，潘丙雨 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛（125105） E-mail：lijuan_1114摘要：本文介绍一个以 89C51 为核心的温度监控系统，本系统利用键盘输入设定温度值。 利用 AD592 实现温度的实时检测，经 A/D 转换电路将模拟量转换成数字量输入单片机，比较设定值与检测温度值的大小并做出相应的报警。系统采用 5V、12V 稳压电源供电，提高了系统的稳定性，本系统有完整的硬件设计与软件设计。由于 AD592 在 0+70内线性 度最大。而且具有防腐蚀、防水等优点，所以本系统适用于环境比较恶劣的场合。该系统结 构
2、简单，生产成本低，功耗低，所以适用于小型企业的温度监测，例如：温室大棚、饲养场等环境下的温度测量。关键词：89C51；温度监控；键盘输入；AD592；A/D 转换；线性度；功耗低1. 系统的目标任务（1）温度传感器 AD592 实现温度的实时监测。（2）温度的输入以数字量输入。（3）要求测量值与设定值比较，当温度高于设定值时红灯亮。当的、温度低于设定值时 黄灯亮。当温度为设定值绿灯亮。2. 系统的结构框图及工作原理根据系统的目标任务,绘制系统的总体框图如图 1 所示。- 10 -AD592AD 转换被测温度显示键盘输入单设定温度显示片机报警指示灯电源供电系统图 1 系统的总体框图本系统主要由电
3、源供电系统、温度传感器、AD 转换电路、单片机、温度显示与报警、 键盘输入六部分组成。各个部分的功能如下：(1)电源供电系统：为整个系统提供+5V、+12V、-12V 的电压。(2)温度传感器：AD592 测量现场温度。(3) A/D 转换电路：将 AD592 输出的模拟量转换成 8 位的数字量。(4)单片机：处理温度输入信号，作出相应的显示和报警。（5）温度显示与报警：显示温度的测量值与初始的温度设定值，并用指示灯显示温度的 范围值。（6）键盘输入：输入温度的设定值。3. 系统硬件设计3.1 电源供电系统交流 6V 和交流 15V 作为电路供电系统的输入，经过整流桥将交流电压变成直流量，在
4、经过 7805、7812、7912 稳压管将电压稳定输出。直流输出为+5V、+12V、-12V，为系统的 其他模块供电。硬件原理图如图 2 所示 1：图 2 电源供电系统3.2 温度采集与 AD 转换3.2.1 AD592 简介AD592 是美国 AD 公司推出的一款高性能的集成温度传感器,比 AD590 的误差小而且成 本低 ,能线性地将温度转换为电流信号输出。电流输出型温度传感器的主要特点是输出阻抗 高 ,输出电流不受传输线路电压降和电压噪声的影响,且对电源电压的脉动和漂移具有很强 的抑制能力，因此，AD592 是一款温度检测的理想器件2。主要特性参数如下:工作电压+4V+30V ;测温范
5、围-25+105;分辨 0.1;输出精度+1A;测量精度0.32.5;线性度(0+70范围内)最大 0.15;输出接口为模拟信号;最大误差0. 5;不锈钢管密封,防水、防腐蚀,适应于恶劣环境的温度测量。3.2.2 温度采集电路AD592 传感器在温度为 0时输出的电流大小为 26mA，温度没变化 1度电流变化1mA。将其与电阻串联后转换为电压信号输出接到差分放大器的同向端如图 3 所示，输出电压 U0 将作为 A/D 转换电路（图 4）的输入。+5VAD592+5VR2R6+5V+12VD1 R3U1U0U2 PortR4 D2R1 R5-12V图 3 温度采集与变送在差分放大电路中应满足R3
6、 = R 4 = R1 1R5 = R 6= R f1 2此时对于差分放大电路满足：R fU 0 =(U 2R U 1 )1 3将 R1 调为 100 则当温度为 0时转换为电压输出后电压值U 2 = 0 .026 100 = 2 .6V1 4设计温度测量范围下限为 0，由式 1-1 可知为了保证温度为 0时变送器输出 U0=0必须使比较电压 U1 满足U 1 = U 2= 2 . 6V1 5在设计中采用 ADC0801 作为 A/D 转换器件如图 1-4，将模拟电压 U0 转化为八位的数 字数据采样电压为 05V。为了便于数据处理设计为 0.5/LSB 因此只要传感器允许最大量 程为：T =
7、 0 .5 (2 8 1) = 127 .51 6设计温度测量范围的下限为 0，因此当温度为 127.50时变送器输出 U0 应该为+5V且此时传感器电压 U2 输出应为 15.35V。根据式 1-1 可得Rf =RU 0U 2 U1=515.35 2.6= 20511 7综上所述变送器应满足的参数条件为式 1-1、式 1-2 和式 1-7。图 4 A/D 转换电路3.3 单片机系统单片机系统主要包括复位电路、晶振电路3、键盘输入电路和报警输出电路。硬件原理 图如图 5 所示：图 5 单片机系统键盘共四个按键通过上拉电阻分别接入 P3.3、P1.1、P1.2、P1.3。当按键按下时引脚接 入由
8、高电平变为低电平。各按键功能如表 1-1。表 1-1 按键功能表按 键键 名功能S2SET使系统产生中断，进入设置状态S3+1对默认的温度设置值加 1S4-1对默认的温度设置值减 1S5OK设置完毕后确认3.4 温度显示电路温度显示硬件电路如图 6 所示，DS1 和 DS2 显示设定温度值，DS3 和 DS4 显示实时监 测的温度值。四个显示管风别用 P3.0、P3.1、P3.4、P3.5 控制其是否工作。4. 软件设计4.1 程序流程图图 6 显示电路根据以上设计，系统的软件由主程序模块、初始化模块、键盘输入模块、温度采集模块、算法比较模块、显示模块等部分组成。主程序流程框图如图 7，外部中
9、断 0 的中断服务程序 流程框图见图 8，外部中断 1 的中断服务程序见图 9。开始设置中断开始初始化 ADC0801键扫描及处理调计算子程序调显示子程序 调比较子程序否中断查询 是调中断服务程序开始 保护现场 读取数据 数据乘以 0.5恢复现场调计算子程序 调显示子程序调比较子程序否设置完成 是恢复现场结束中断返回中断返回图 7 主程序流程图图 8 外部中断 0 服务程序流程图图 9 外部中断 1 服务程序流程图4.2 程序清单如下ORG 0000H AJMP MAINORG 0003H;外部中断 0 的中断入口地址LJMP RDORG 0013H;外部中断 1 的中断入口地址LJMP JI
10、AN ORG 0040HMAIN:ANL TCON,#00H;置外部中断为电平触发方式ANL IP,#F1H;置外部中断 0 为高优先级 1 为低优先级MOV IE,#85H;开外部中断MOV 28H,#20;默认的设置温度为 20 度，并将设定温度存储在 28H 中ORG 1000H START:LCALL JISUAN LCALL XIANSHI LCALL BIJIAOLJMP START ORG 1500HJIAN:PUSH PSW;中断服务程序用于设置温度PUSH A PUSH BMOV 2FH.7,P1.3LCALL D10MSJNB 2FH.7,FANHUI MOV 2FH.6,
11、P1.2LCALL D10MS JNB 2FH.6,JIAN1MOV 2FH.5,P1.1LCALL D10MS JNB 2FH.5,JIA1JIAN1:DEC 28H AJMP LOOP JIA1:INC 28H LCALL JISUAN LCALL XIANSHI LCALL BIJIAO LOOP:AJMP JIAN FANHUI:POP BPOP APOP PSWRETIORG 2000HRD: PUSH PSW;中断服务程序，将采集的温度数据读入单片机，并转换为温度数值PUSH A PUSH BCLR P3.7MOV A,P0SETB P3.7CLR C RRC AMOV 29H,A
12、;将实时测量的温度值存放在 29H 单元中POP B POP A POP PSW RETIORG 2500HJISUAN:MOV A,29H;计算子程序MOV B,#10DIV ABMOV 31H,A;31H 用于存放所测数据的十位显示数MOV 30H,B;30H 用于存放所测数据的个位显示数MOV A,28H MOV B,#10DIV ABMOV 33H,A; 33H 用于存放设置温度的十位数MOV 32H,B; 32H 用于存放设置温度的个位数RETXIANSHI:CLR P3.0;显示子程序CLR P3.1CLR P3.4CLR P3.5MOV DPTR,#TABLE SETB P3.0
13、MOV A,33HMOVC A,DPTR+A MOV P2,ALCALL D1MS CLR P3.0SETB P3.1MOV A,32HMOVC A,DPTR+A MOV P2 ALCALL D1MS CLR P3.1SETB P3.4MOV A,31HMOVC A,DPTR+A MOV P2,ALCALL D1MS CLR P3.4SETB P3.5MOV A,30HMOVC A,DPTR+A MOV P2,ALCALL D1MS CLR P3.5RETBIJIAO:MOV A,29H CJNE A,28H,BUDE SETB P1.4SETB P1.5CLR P1.6；温度相等，绿灯亮LC
14、ALL D1MS AJMP JS BUDE:JC XIAO SETB P1.5SETB P1.6CLR P1.4；温度大于设定温度，红灯亮LCALL D1MS AJMP JS XIAO:SETB P1.4SETB P1.6CLR P1.5；温度小于设定温度，黄灯亮LCALL D1MS JS:NOPRETD10MS:MOV R5,#10;延时 10ms 子程序YY:ACALLD1MS DJNZ R5,YYRETD1MS：PUSH PSW;延时 1ms 子程序MOV R7,#05H DD1:MOV R6,#0FFH DD2:DJNZ R6,DD2DJNZ R7,DD1POP PSW RETORG
15、5000HTABLE:DB 40H,79H,24H,30H,19H DB 12H,02H,78H,00H,10HEND5. 结论本文给出了基于 AD592 的温度监控系统的工作原理与具体硬件实现与相应的软件编 程。由于 AD592 在 0+70范围内线性度最大，输出误差小，精度高等优点，所以本系 统适合室温的精确测量，而且 AD592 的封装使本系统适合恶劣环境的温度测量。系统的结 构简单，经济性强，所以可以应用到温室大棚、饲养场等环境下的温度测量。参考文献1彭连群,贺广珍,彭林,等.光温室生产环境控制器的设计与应用D. 吉林省通化农业学校,2008. 2高美珍.成温度传感器 AD592 及其
16、应用D. 湖北师范学院,2004. 3马淑华,王凤文,张美金.单片机原理与接口技术M.北京:北京邮电大学出版社,2005.Based on the AD592 temperature monitoring systemLi Juanjuan, Pan BingyuLiaoning Technical University, Institute of Electrical and Control Engineering, Huludao, Liaoning(125105)AbstractThis paper describes a 89C51 core temperature monitorin
17、g system, and the system uses keyboard inputto set the temperature value.The AD592 achieve the use of real-time temperature detection, and the A/D converter circuits will convert the analog into the digital which input into the single-chip. Compare with settings and testing the size of the temperatu
18、re and make the appropriate report to the alarm.This system is supplied 5V,12Vregulated power supply,which improves the stability of the system. The present system is a complete hardware design and software design. The linearity of AD592is very good between 0and +70, and besides the AD592s santi-cor
19、rosion, water, etc., so thissystem is suitable for the harsh environment of the occasion. The system is simple in structure, lowproduction costs, low power consumption,so it applies to small businesses to monitor the temperature.For example: green house, farm environments, such as temperature measurement.Keywords: 89C51; Temperature monitoring; Keyboard input; AD592; A/D converter; Linearity; lowproduction costs
