燕山大学 课程设计说明书
课程名称 单片机原理及应用 题 目 AD590温度测量与显示
学院（系） 电气工程学院 年级专业 2011级检测技术与仪器一班
学 号 110103020051 学生姓名 赵 冰 飞 指导教师 吴 希 军 教师职称 副 教 授
摘要
所要设计的为AD590温度传感器，并通过A/D转换器输出数字信号，并通过单片机编程，最后通过LED显示器显示当前温度。
本文介绍了基于AD590与c51单片机的一种温度采集系统,该电路采用ADC0809作为A/D转换元件，将AD590采集的模拟温度信号转化为数字信号，传输到单片机内部，最后总是用共阴极LED显示出来，温度测量范围0℃~50℃，小数点后显示一位。要求能够正确的显示温度传感器的温度。使用3位LED模块显示，显示测量温度数值。
本系统主要包括大模块：数据采集模块、控制模块、A/D转换模块、显示模块。首先绘制出工作流程图，然后连接好硬件电路，写入汇编程序，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了汇编语言进行编程，使用了显示模块程序、转换数据存取程序、A/D转换程序。其结构框图如图1：
数模转换器AD590 AD0809 测温电路
图1
51单片机 温度显示
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目 录
第1章 设计方案…………………………………………………………………………3 1.1 AD590……………………………………………………………………………3 1.2 AD0809…………………………………………………………………………5 1.3 数码管显示………………………………………………………………………7 第2章 程序设计…………………………………………………………………………9 2.1 程序框图…………………………………………………………………………9 2.2 程序………………………………………………………………………………10 第三章 心得体会 …………………………………………………………………………13 参考文献 …………………………………………………………………………………14 意见表…………………………………………………………………………………15
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第一章设计方案 1 AD590
测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，广泛应用于不同的温度控制场合由于AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，常用于测温和热电偶的冷端补偿。
AD590温度传感器是单片集成两端感温电流源，测温范围为－55℃～＋150℃，其电源电压可在4V～6V范围变化，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。AD590产生的电流与绝对温度成正比，它有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1uA。 因此在室温25℃时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。
其线性表如表1：
摄氏温度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
AD590电流 273.2 uA 283.2 uA 293.2 uA 303.2 uA 313.2 uA 323.2 uA 333.2 uA 373.2 uA
经10KΩ电压 2.732 V 2.832 V 2.932 V 3.032 V 3.132 V 3.232 V 3.332 V 3.732 V
表1
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实验室所提供的电位器最大值为5伏，我们需经过发达器放大，而根据输出电压通过单片机后，最终由LED 显示器显示相应的温度。其总电路图如图2所示：
图2
电路分析：
1 ad590的输出电流i=（273+T）uA(T为设摄氏温度)，因此测量电压v=i*10k=（2.73+T/100）v。为了将电压电压测量出来又务必是测量电流不输出出来，我们使用电压跟随器，其输出v2等于v1.
2 接下来我们使用差动放大器，其输出v0=（100k/10k）*（v2-v1）=T/10，如果摄氏温度为33度，输出电压就是3.3v，输出电压接AD转换器，那么AD转换输出的数字量就和摄氏温度形成线性比例关系。
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燕山大学课程设计说明书 2 ADC0809
ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。我们通过输入模拟信号，经A/D转换器输出8位数字信号，再输入到单片机来处理数据。
主要特性：
1.8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位 2.具有转换启停控制端
3.转换时间为100us(时钟为0kHZ时），130us(时钟为500KHZ时） 4.它由单一+5V电源供电，片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，ADC0809可对0V—5V的双极性模拟信号进行转换。
5.引脚图如图所示。各引脚功能说明如下：
2128：8位数字量输出引脚，由最低引脚到最高引脚。
IN0—IN7:8路模拟量输入引脚。
VCC：+5V工作电压。
GND：地。
REF（+）：参考电压正端。 REF（—）：参考电压负端。 START：A/D转换启动信号输入端。
ALE：地址锁存允许信号输入端。以上两个信号用于启动A/D转换。 EOC：转换结束信号输出引脚。开始转换时为低电平，转换结束时为高电平。
OE：输出允许控制端。用以打开三态数据输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端。
ADDA、ADDB、ADDC：地址输入线。经译码后可选通IN0—IN7 8个通道的一个通道进行转换。
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ADC0809各引脚图
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燕山大学课程设计说明书 3 数码管显示
LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度，功耗，刷新率等方面都具有明
显优势，由发光二极管组成的LED显示器是单片机应用产品中最床用的输出设备之一，用于显示各种符号和数字。在单片机系统中，经常用数码管做显示器，一般的显示器为4位或8位，本系统用数码管显示温度，因此需要四位数码管，但题意要求3为数码管显示，所以用3个共阴极LED显示器动态显示温度各个位数。
LED数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,h来表示。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的2个8数码管字样了。其原理图如图所示
LED显示器有共阴极和共阳极两种，以共阴极为例，要显示数字0，需要满足两个条件，一是公共端子COM接地，二是a、b、c、d、e、f段亮，g段不亮，即a、b、c、d、e、f段加高电平1，g段加低电平0。7段LED显示器显示的数字、字符和对应的字型码如表所示，本设计采用共阴极 数码管控制方式 （1）静态显示
当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定的地导通或截止。例如，7段LED显示器显示数字0时，a、b、c、d、e、f段恒定导通，g段恒定截止。这种显示方式每一位都需要一个8位输出口控制。静态显示主要的优点是显示稳定，在发光二极管导通电流一定的情况下显示器的亮度大，系统运行过程中，在需要更新显示内容时，CPU才去执行显示更新子程序，这样既节约了CPU的时间，又提高了CPU的工作效率。其不足之处是占用硬件资源较多，每个LED数码管需要独占输出线。随着显示器位数的增加，需要的I/O口线也将增加。 （2）动态显示
当为数较多时，用静态显示所需的I/O口太多，不太经济，一般采用动态显示方法，即用扫描的方法一位一位轮流点亮显示器的各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次，利用人眼的视觉暂留效应可以看到整个动态显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮
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燕山大学课程设计说明书 度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比值有关。调整电流和时间参数，可以得到亮度较高且较稳定的显示。
在动态显示方式中，若显示器的位数不大于8位，则控制显示器各位公共极的电位使他们轮流点亮只需一个I/O口（称为扫描口）；传送显示器的各位所显示的段选码也需一个8位I/O口（称为段数据口）。 由于8031I/O口有限，所以本次设计采用动态显示方式。
显示数字 共阴极字符码 显示数字 共阴极字符码 显示数字 共阴极字符码 显示数字 共阴极字符码
1 06H 5 6DH 9 6FH C 39H 2 5BH 6 7DH 0 3FH D 5EH 3 4FH 7 07H A 77H E 79H 4 66H 8 7FH B 7CH F 71H
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燕山大学课程设计说明书 第二章 程序设计
2.1程序设计框图
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燕山大学课程设计说明书 2.2 程序
adc0809 equ 0a000h ; AD0809片选
OUTBIT equ 08002h ; 位控制口 OUTSEG equ 08004h ; 段控制口 IN equ 08001h ; 键盘读入口
LEDBuf equ 60h ; 显示缓冲 Num equ 70h ; 显示的数据 DelayT equ 75h ;
ADResult equ 76h ; A/D转换结果
org 0 ljmp Start AD0809Read:
mov dptr, #adc0809 mov a, #0
movx @dptr, a ; 起动 A/D mov a, #40h
djnz ACC, $ ; 延时 > 100微秒
movx a, @dptr ; 读入结果 mov ADResult, a ret
LEDMAP: ; 八段管显示码
db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h
Delay: ; 延时子程序 mov r7, #0 DelayLoop:
djnz r7, DelayLoop djnz acc, DelayLoop ret
SearchLedMap:
anl a, #0fh
mov dptr, #LEDMAP movc a, @a+dptr
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燕山大学课程设计说明书 Ret DisplayLED: mov r0, #LEDBuf
mov r1, #4 mov r2, #00000100b Loop:
mov dptr, #OUTBIT mov a, #0
movx @dptr, a ; 关所有八段管
mov a, @r0
mov dptr, #OUTSEG movx @dptr,a
mov dptr, #OUTBIT mov a, r2
movx @dptr, a
mov a, #01 call Delay
mov a, r2 rr a mov r2, a inc r0
djnz r1, Loop
mov dptr, #OUTBIT mov a, #0
movx @dptr, a ret Start:
nop
call AD0809Read mov a, ADResult cpl a
mov b ,#2 div ab
mov b,#100 mul ab push a mov a,b mov b,#10 div ab
; 显示一位八段管 显示下一位 ; 关所有八段管 11
; 燕山大学课程设计说明书 call SearchLedMap mov ledbuf+0,a mov a,b
call SearchLedMap orl a,#80h
mov ledbuf+1,a pop a
mov b,#10 mul ab mov a,b
call SearchLedMap mov ledbuf+2,a mov DelayT,#80 DisplayAgain:
call DisplayLED
djnz DelayT,DisplayAgain nop
sjmp Start End
第三章心得体会
单片机作为我们的主要专业课之一，在这次课程设计中我发现
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燕山大学课程设计说明书 自己在一点一滴的努力中对编程设计的兴趣也在逐渐增加。 在一个星期后的今天我已明白课程设计对我来说的意义，它不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，提高自己的实际动手能力，更为重要的是提高了自己的动脑能力。 在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。在设计过程中，进一步加深了对单片机的理解和认识，并巩固了自己的单片机编程知识。 我觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是更远一点可以联系到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。自己查阅资料，以及自身的动脑和努力，都是以后工作中需要的。
参考资料
1 张淑清 单片微型计算机接口技术及应用 张淑清 国防工业出
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燕山大学课程设计说明书 版社 2001
2 张淑清 单片机原理及应用技术 国防工业出版社 2010 3 许志刚 单片机技术与应用 人民邮电出版社，2009
燕山大学课程设计评审意见表
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燕山大学课程设计说明书 指导教师评语： ①该生学习态度 （认真 较认真 不认真） ②该生迟到、早退现象 （有 无） ③该生依赖他人进行设计情况 （有 无） 平时成绩： 指导教师签字： 2014 年 月 日 图面及其它成绩： 答辩小组评语： ①设计巧妙，实现设计要求，并有所创新。 ②设计合理，实现设计要求。 ③实现了大部分设计要求。 ④没有完成设计要求，或者只实现了一小部分的设计要求。 答辩成绩： 组长签字： 2014 年 月 日 课程设计综合成绩： 答辩小组成员签字： 2014年 月 日
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