第10章综合实训 课题一水温控制系统设计 、实训目的 熟悉常用温度传感器AD590的特性及接口电路的设计方法; 学会模块化程序设计方法 课题要求 制作一个水温自动控制系统,要求如下: 温度设定范围40~90°C,最小区分度1C,标定误差≤1。 用十进制数码显示水的实际温度。 环境温度降低时,温度控制的静态误差≤1℃C。 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
一、实训目的 • 熟悉常用温度传感器AD590的特性及接口电路的设计方法； • 学会模块化程序设计方法 二、课题要求 • 制作一个水温自动控制系统，要求如下： • 温度设定范围40~90℃，最小区分度1℃，标定误差≤1℃。 • 用十进制数码显示水的实际温度。 • 环境温度降低时，温度控制的静态误差≤1℃。 第10章 综合实训 课题一 水温控制系统设计
、背景知识 AD590温度传感器简介 AD590是美国AD公司生产的单片集成两端感温电流源。 它的测温范围为-55°C~+150°C,工作电压范围为4V~30V, 可以承受44V正向电压和20V反向电压,输出电阻为710Mg2。 它产生的电流与绝对温度成正比,非线性误差为±0.3°C。图 10—1为AD590的引脚图,表10—1为AD590温度与电流的 关系表。 (a)引脚(b)封装(c)图形符号 图101AD590引 装及图形符号 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
三、背景知识 1、AD590温度传感器简介 AD590是美国AD公司生产的单片集成两端感温电流源。 它的测温范围为-55℃～+150℃，工作电压范围为4V～30V， 可以承受44V正向电压和20V反向电压，输出电阻为710M。 它产生的电流与绝对温度成正比，非线性误差为±0.3℃。图 10—1为AD590的引脚图，表10—1为AD590温度与电流的 关系表。 （a）引脚 （b）封装 （c）图形符号 图10—1 AD590引脚、封装及图形符号
表10—1各温度与电流、电压参考关系表 温度值AD590电流经1049电压/放大器输出v (ADC089的ADC0809的 VIN) 输出 0°C 273.2uA 2.732V OV 00H 10°C 283.2uA 2.832V 0.49V 19H 20°C 293.2uA 2.932V 0.98V 32H 30°C 303.2uA 3.032V 1.47V 4BH 40°C 313.2uA 3.132V 1.96V 64H 50°C 323.2uA 3.232V 2.45V ZDH 60°C 333.2uA 3.332V 2.94V 96H 70°C 343.2uA 3.432V 3.43V AFH 80°C 353.2uA 3.532V 3.92V C8H 90°C 363.2uA 3.632V 4.41V ElH 100°C 373.2uA 3.732V 4.90V FAH 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
表10—1 各温度与电流、电压参考关系表 温度值 AD590电流 经10kΩ电压 V 放大器输出V0 （ADC0809的 VIN） ADC0809的 输出 0ºC 273.2μA 2.732V 0V 00H 10ºC 283..2μA 2.832V 0.49V 19H 20ºC 293.2μA 2.932 V 0.98V 32H 30ºC 303.2μA 3.032 V 1.47 V 4BH 40ºC 313.2μA 3.132 V 1.96 V 64H 50ºC 323.2μA 3.232 V 2.45 V 7DH 60ºC 333.2μA 3.332 V 2.94 V 96H 70ºC 343.2μA 3.432 V 3.43 V AFH 80ºC 353.2μA 3.532 V 3.92 V C8H 90ºC 363.2μA 3.632 V 4.41 V E1H 100ºC 373.2μA 3.732 V 4.90 V FAH
2、AD590接口电路 AD590是电流输出型器件,必须利用接口电路将AD590输 出的电流信号转换成电压信号,再经AD转换器转换成数字信 号,提供给单片机处理。在 12Y 1.2K 表10—1中,列出了在不同 10F 温度值下的AD590的输出 50K Ⅵ=273V 6 49K 电流,通过图10—2的放大 12 10K 电路可将输出电流转换成 10K LM324 0~5V的模拟电压。 49K LM324 10KV2=(273+n)A×10K 图10—2温度采集电路 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
AD590是电流输出型器件，必须利用接口电路将AD590输 出的电流信号转换成电压信号，再经A/D转换器转换成数字信 号，提供给单片机处理。在 2、AD590接口电路 表10—1中，列出了在不同 温度值下的AD590的输出 电流，通过图10—2的放大 电路可将输出电流转换成 0~5V的模拟电压。 图10—2 温度采集电路
四、硬件电路 硬件电路由单片机、温度检测模块、加热控制模块、 键盘设定模块及数据显示模块构成。 1、单片机选择 由于系统对控制精度的要求不高,所以选用内部具有程 序存储器芯片的AT89c51就可以满足要求了。 2、温度检测模块 温度检测模块由温度传感器、信号放大器及AD转换器 组成。由AD590将温度转换成电流信号再经信号放大器得 到对应的模拟电压,再经ADc0809转换后接入单片机。如 图10-3所示。 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
四、硬件电路 硬件电路由单片机、温度检测模块、加热控制模块、 键盘设定模块及数据显示模块构成。 1、单片机选择 由于系统对控制精度的要求不高，所以选用内部具有程 序存储器芯片的AT89C51就可以满足要求了。 2、温度检测模块 温度检测模块由温度传感器、信号放大器及A/D转换器 组成。由AD590将温度转换成电流信号再经信号放大器得 到对应的模拟电压，再经ADC0809转换后接入单片机。如 图10—3所示