引 言

單片機在測控領域中應用日益廣泛，很多場合都用到對溫度的檢測和控制，要求能夠直觀讀取溫度值，并具有溫度報警功能和遠程通信功能。本文根據需求給出了一種基于STC89C52 和 AD590 的溫度測控系統設計方案。

1 系統總體設計方案

溫度測控系統的總體設計方案如圖 1 所示，由溫度傳感器電路、信號放大、A/D 轉換、主控制器、顯示屏、報警及串口通信等模塊組成，其中溫度傳感器采用電流型集成溫度傳感器 AD590，通過信號放大、A/D 轉換電路將 AD590 輸出的電信號進行調理，輸入主控制器 STC89C52，STC89C52 可控制液晶顯示器顯示對應的溫度，并實現溫度聲光報警功能，同時還可通過串口實現 STC89C52 與上位機的通信。

圖 1 系統總體設計方案圖

2 系統硬件設計

2.1 溫度傳感器及信號放大電路設計

溫度傳感器選用電流型集成溫度傳感器 AD590，其具有準確度高、動態(tài)電阻大、響應速度快、線性好、使用方便等特點。AD590 溫度傳感器集成有兩端感溫電流源，能將溫度轉換為電流，且電流與絕對溫度成正比，可測量范圍為-55 ～ +150 ℃，具有較好的線性輸出性能，溫度每增加 1 ℃， 其電流增加 1 μA。輸出電流 I=（273+t）μA（t 為攝氏溫度），測量電壓為（273+t）μA×10 kΩ=（2.73+t/100）V。

為提高測量精度并獲取溫度對應 0 ～ 5 V 的電壓信號，進行溫度傳感器及信號放大電路設計，如圖 2 所示。溫度傳感器 AD590 采用分壓式電路輸出，經電壓跟隨器后由差分運放電路對信號進行放大。在差分運放電路中調節(jié)R3 電位器， 使反相輸入電壓為 2.73 V，輸出電壓為 0.1 t。

2.2 A/D轉換電路設計

經信號放大電路后的電壓信號為模擬信號，對其進行 A/D 轉換才能被單片機接收和處理。采用 ADC0804進行信號轉換（芯片含輸出數據鎖存器），其與單片機的連接如圖 3所示。ADC0804的DB0～DB7與STC89C52的P2.0～P2.7引腳相連。

2.3 液晶顯示電路設計

系統選用結構簡單、體積小、功耗低、配置靈活、顯示清晰的 128×64 點陣漢字圖形型 LCD12864 液晶顯示模塊， 采用8 位并行數據傳輸方式與單片機I/O 口連接，如圖4 所示。

2.4 報警電路設計

系統的報警電路包括由蜂鳴器構成的聲音報警電路和由紅色高亮發(fā)光二極管構成的指示燈報警電路，如圖 5 所示。單片機控制蜂鳴器和發(fā)光二極管進行聲光報警。

2.5 串口通信接口電路

通過 MAX232 芯片將單片機 UART 輸出的 TTL 電平轉換為上位機串口的 232 電平，如圖 6 所示。

3 系統軟件設計

溫度測控系統的主程序流程如圖 7 所示。

4 系統功能測試

系統測試采用恒溫控制溫度傳感器實驗儀提供標準溫度，將實測溫度與標準溫度進行比對，測試結果如圖 8 和 表 1 所示，得出溫度測量較準確，誤差不超過 0.4℃的結論。

誤差主要來源于系統誤差，受信號放大部分的零點漂移、A/D 轉換電路的分辨率等因素影響。

5 結 語

文中設計的基于 AD590 和 STC89C52 的溫度監(jiān)控系統測量誤差小、實現簡單、功能穩(wěn)定且可根據環(huán)境需要設定溫度范圍，適用于家庭、庫房等場合。