基于51單片機(jī)的自動溫度測量報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
盡管目前市場上單片機(jī)的品種多樣,功能也越來越多,但是受成本約束,性能優(yōu)良的8位單片機(jī)仍然是工業(yè)檢測與控制應(yīng)用領(lǐng)域的首選。
本系統(tǒng)就是以ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)為中心,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7812對溫度傳感器的輸出電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,再將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理,通過編程分析處理的結(jié)果,最后決定是否報(bào)警。下面分別介紹各個(gè)硬件功能模塊的設(shè)計(jì)。
1.1 溫度傳感器設(shè)計(jì)
溫度傳感器是感知外部環(huán)境中溫度變化的重要元件,它是外界與本系統(tǒng)的接口。它將外界溫度的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化,這樣通過對電壓的處理與分析就可以間接地測量出外界溫度。本系統(tǒng)采用的溫度傳感器為LM35,該溫度傳感器由美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn),在常溫下,不需要額外的校正處理就可以到達(dá)0.25℃的準(zhǔn)確率。其輸出電壓與攝氏溫度成線性關(guān)系,并且這種關(guān)系可以表示為:
式中,Vo為傳感器的輸出電壓,單位V,T是外界環(huán)境中的溫度,單位℃。由于LM35能夠測量的最高溫度是150℃,由式(1)可得其最大輸出電壓為1.5 V。為了能夠與AD7812的輸入進(jìn)行匹配,故需要對傳感器的輸出電壓進(jìn)行放大,放大的倍數(shù)約為3.33倍??刹捎眉蛇\(yùn)放連接成同向放大器來實(shí)現(xiàn)電壓放大的功能。經(jīng)過放大后的電壓約為5 V,恰好能夠與模數(shù)轉(zhuǎn)換部分的輸入相匹配。該部分電路設(shè)計(jì)如圖1所示。
評論