基于AD590的单片机测温系统设计

　　单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，对各种测量仪器、测量装置的测量精度要求也越来越高，尤其是对温度的测量非但要准确，而且需读取数值 更直观更方便。随着科学研究、工业和家用电器等方面对测温和温控的需要，各种新型的集成电路温度传感器不断被研制出来。尤其是温度传感器AD590是一种 价格低廉高精度的温度传感器，其特点是测量误差小，价格低，响应速度快，传输距离远，体积小，微功耗，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围 电路简单。本文介绍一款基于AT89C51单片机和温度传感器AD590的测温系统[1]，本设计电路简单，易于实现。

　　1 系统总体方案设计

　　本文是基于集成温度传感器AD590的单片机测温系统设计，系统组成框图如图1所示。

　　本系统由四个基本模块组成：即传感器部分，信号放大及A/D转换部分，主控制电路部分，驱动译码显示部分。设计的关键是选择合适的传感器，本电路选择的是AD590集成温度传感器，其特点是在较宽的温度范围内具有良好的线性，适于本设计采用。

　　2 硬件设计

　　2.1 温度采集电路设计

　　在传统温度传感器多采用的是热电偶、热电阻，其灵敏度难以满足要求[2]。因此本系统温度传感器选用AD590[3]，它是一种电流型集成温度传感器，具有高准确度、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。

　　D590等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗>10MΩ，能大大减小因电源电压变动而产生的测温误差。D590的工作电压 为+4-+30V，测温范围是-55-150℃，满足人们日常生产和生活中的温度范围。AD590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1μA。

　　温度传感器其准确度在整个测温范围内≤±0.5℃，线性极好。利用AD590的上述特性，在最简单的应用中，用一个电源，一个电阻，一个数字式电压表即可用于温度的测量。由于AD590以热力学温度K定标，在摄氏温标应用中，应该进行℃的转换。

　　为了提高精度，扩大测量范围，在A/D转换前还要将信号加以放大并进行零点迁移，因而一个高稳定性的、高精度的放大电路是必须的。具体硬件连接图如图2所示[4，5]。

　　2.2 A/D转换电路设计

　　经过测量放大器放大后的电压信号，其电压范围为1～5V，此信号为模拟信号，计算机(单片机)无法接受，故必须进行A/D转换[5]。A/D转 换器是将模拟电压或电流转换成数字量的器件或装置，是模拟输入信道的核心部件。ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。分辨率 8位，转换时间100μs，输入电压范围为0至5V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为5V。该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路 的输出可以直接连接在CPU数据总线上，无须附加逻辑接口电路。