簡(jiǎn)易數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作 摘 要： 單片機(jī)在日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛，溫度則是人們?nèi)粘Ｉ钪谐３Ｐ枰獪y(cè)量和控制的一個(gè)量。本文作者采用 并對(duì)硬件原理圖和程序流程圖作了簡(jiǎn)潔的描述。 關(guān)鍵詞 ：?jiǎn)纹瑱C(jī) 度傳感器 字溫度計(jì)；模數(shù)轉(zhuǎn)換；數(shù)碼顯示 隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)在日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛，溫度傳感器 有線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、使用 方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冰箱、空調(diào)器、糧倉(cāng)等日常生活中溫度的測(cè)量和控制。傳統(tǒng)的溫度計(jì)有反應(yīng)速度慢、讀數(shù)麻煩、測(cè)量精度不高、誤差大等缺點(diǎn)，本文作者利用集成溫度傳感器 位數(shù)碼管顯示的數(shù)字溫度計(jì)，其電路簡(jiǎn)單，軟硬件結(jié)構(gòu)模塊化，易于實(shí)現(xiàn)。 該數(shù)字溫度計(jì)利用 由模數(shù)轉(zhuǎn)換器 換成單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號(hào)，然后送到單片機(jī) 進(jìn)行處理變換，最后將溫度值顯示 在 系統(tǒng)以 片機(jī)為控制核心，加上 數(shù)轉(zhuǎn)換電路、 4位溫度數(shù)據(jù)顯示電路以及外圍電源、時(shí)鐘電路等組成。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。 圖 1 系統(tǒng)組成框圖 一種低功耗 /低電壓、高性能的 8位單片機(jī)，內(nèi)部除 ，還包括 128字節(jié) 4個(gè) 8位并行 I/5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)， 2層中斷嵌套中斷， 2個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，片內(nèi)集成 4有低功耗，速度快，程序擦寫方便等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足本系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要。 單片機(jī) 447上作為數(shù)碼管的顯示， 作為個(gè)數(shù)碼管的位選信號(hào)控制。 能， 啟動(dòng)， 溫范圍為 55 150，滿足人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中的溫度范圍。 源電壓可在 4V 6以承受 440而器件反接也不會(huì)被損壞。 有非常好的線性輸出性能，溫度每增加 1，其電流增加 1 A。 攝氏溫 度 經(jīng) 100 A 10 A 20 A 30 A 40 A 50 A 60 A 100 A 為了提高精度，擴(kuò)大測(cè)量范圍，在 A/而一個(gè)高穩(wěn)定性的、高精度的放大電路是 必須的。當(dāng)溫度變化時(shí)， 0個(gè)電阻上的壓降為 10轉(zhuǎn)換成 10K，為了使此 10用一個(gè) 9后通過調(diào)節(jié)電位器來獲得精確的 10算放大器 增加信號(hào)的輸入阻抗，由運(yùn)放 把絕對(duì)溫度轉(zhuǎn)成攝氏溫度），最后由運(yùn)放 。具體硬件連接圖如圖 2 所示。 圖 2 進(jìn)行數(shù)碼顯示，還需將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。為此我們通過 A/ 片機(jī)處理后輸出到 控制溫度顯示電路。 成工藝制成的逐次比較型摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，分辨率 8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間 100 s，輸入電壓范圍為 0 5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為 5V。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計(jì)算機(jī)連接時(shí)，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在 據(jù)總線上，無須附加邏輯接口電路。具體硬件連接圖如圖 2所示。 段碼 由發(fā)光二極管組成的七段碼 于顯示各種數(shù)字和字符。該數(shù)字溫度計(jì)的溫度顯示由 4位七段碼 片機(jī)以并行通信方式從 過 7447 碼，用 4個(gè)共陽(yáng)極 體硬件連接圖如圖 3所示。 圖 3 溫度顯示及單片機(jī)時(shí)鐘、復(fù)位電路 該數(shù)字溫度計(jì)軟件部分用 用模塊化程序設(shè)計(jì)思想，將軟件劃分成若干單元，主要包括主程序、十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及調(diào)整子程序、程序等。本系統(tǒng)具體匯編源程序見后附。 統(tǒng)主程序 在主程序中，系統(tǒng)上電自動(dòng)復(fù)位以后首先設(shè)置堆棧，然后啟動(dòng) 始轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后讀入到累加器 A，然后進(jìn)行十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換調(diào)整，輸出給顯示電路。主程序流程圖如圖 4 所示。 圖 4 主程序流程圖 進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換調(diào)整子程序 由于 七段碼 此需要進(jìn)行二、十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 55)，由于運(yùn)放放大倍，因此本數(shù)字溫度計(jì)的最大測(cè)量溫度為 102。由 255* =102，得知 先乘再除 10。 255*4=1020，其中高位 10送高位顯示緩沖區(qū) 位 20送低位顯示緩 沖區(qū)小數(shù)點(diǎn)設(shè)在 將其分別顯示為 1(0(2(. 0(。所以，十進(jìn)制轉(zhuǎn)換調(diào)整流程為 A/D（二進(jìn)制）十進(jìn)制乘顯示。程序流程圖如圖所示。 圖 5 十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換調(diào)整子程序流程圖 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換調(diào)整后的數(shù)據(jù)送到寄存器 后通過 4、 個(gè)數(shù)碼顯示器中，從而最終把測(cè)得的溫度顯示出來。顯示子程序流程圖如圖所示。 圖 顯示子程序流程圖 本文采用 片機(jī)做主控芯片，利用溫度傳感器 配上相應(yīng)的外部接口電路，介紹了一款簡(jiǎn)易數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作過程。該溫度計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、功能穩(wěn)定、使用方便，適用于人們?nèi)粘Ｉ詈凸?、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種溫度測(cè)量。 參考文獻(xiàn)： 1白澤生 . 用 J2005,(10):1 2張開生 ,郭國(guó)法 片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) J2005,21(7):683何立民 M北京航空航天大學(xué)出版社 ,2004. 4楊剛 ,周群 M電子工業(yè)出版社 ,2004. 附作者簡(jiǎn)介： 郇玉龍（