基于TLC1549和AT89C2051的数字温度计设计

　　1　芯片介绍

　　1.1　TLC1549芯片引脚

　　TLC1549是十位数模串型控制转换器,它具有内在采样和保持以及内系统时钟。由于采用串行方式使得它只有8个管脚,用3条线与单片机接口即可,硬件结构简单,便于操作。见图1。

　　1.2　AT89C2051简介

　　AT89C2051是美国ATMEL半导体制造公司AT89系列中最为廉价,近年来比较流行的电擦写8位单片机,它采用20脚小型化封装结构,延续了AT89C系列诸多优越性能,以其完美的兼容性,超强的加密功能,良好的性价比获得了广泛的认可和采用。

　　1.3　74HC595芯片介绍

　　74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器,三态输出功能,具有高阻关断状态。寄存器和锁存器是分别的时钟输入(SCLK和SLCK),都是上升沿有效。如果两个时钟连在一起,则移位寄存器总比存储器早一个脉冲。当SCLK从低到高电平跳变时,串行输入数据(SDA)移入寄存器;当SCLK从低到高电平跳变时,寄存器的数据置入锁存器。清除端(CLR)的低电平只对寄存器复位(QS为低电平),而对锁存器无影响。当输出允许控制(EN)为高电平时,并行输出(Q0~Q7)为高阻态,而串行输出(QS)不受影响.

　　2　数字温度计的硬件电路设计

　　在数字温度计的设计过程中,数据采集是实时控制系统、智能仪表等系统中必不可少的部分,其中A/D转换电路和数码显示电路是该设计的重要组成部分。本文用TLC1549,AT89C2051及显示电路构成一个完整的数字温度计设计电路,原理框图如图2所示。

　　2.1　A/D转换电路

　　图3为TLC1549芯片与AT89C2051单片机的A/D转换电路,在电路中AT89C2051的P3.0-P3.2分别控制TLC1549芯片的片选、时钟I/OCLOCK和转换数据输出端DATA OUT。信号输入采用桥式电路输出的可变化电压来模拟温度信号,并根据设计需要接入放大电路,使电压值变化大约在0~5V,改变其中热电阻的阻值,不同的阻值使TLC1549芯片模拟信号输入端ANALOG IN获得相应的电压值,经TLC1549将模拟信号转换成数字信号输出到AT89C2051单片机进行相应的处理。见图3。

　　2.2　数码显示电路

　　该部分电路由AT89C2051和2片74HC595,2个LED数码管(共阴极),16个330欧姆左右的限流电阻组成。74HC595是8位串行输入/输出或并行输出移位寄存器。它的每一个管脚具有±20mA的驱动能力。对于小型LED数码管,一般要串联200~500Ω的限流电阻,74HC595既可以控制共阳极数码管,也可以控制共阴极数码管。

　　74HC595仅需要5根控制线,即SDA、SCLK、SLCK、CLR和EN。其中CLR可以直接接到高电平,用软件来实现寄存器清零,若用硬件来控制数码管亮灭,EN则可以直接接到低电平。把其余三根线(SDA、SCLK和SLCK)和单片机的I/O口相接,即可实现对LED的驱动控制。