基于AT89C2051单片机的电子温度计

文章摘要：在日常生活中我们经常要对温度进行测量，如室温、冰箱内的温度、水温等的测量。本文介绍一种用AT89C2051单片机制作的电子温度计，和普通的水银和酒精温度计相比，具有测温速度快、读数方便等特点，测温范围为-30～110℃。电路工作原理电路见图1。电路由单片机电路、温度传感器电路、A／D转换电路、数码显示电路等部分组成。AT89C2051、x1、R1、Cl等组成单片机电路，R1、C1组成单片机的复位电路，接通电源的瞬间，由于电源电压通过R1对C1的充电过程，单片机AT89C205 l的复位端1脚获得一个高电平复位脉冲，使得单片机进入初始状态。VDl、IC3A等组成温度传感器电路，这里用硅二极管1N

基于AT89C2051单片机的电子温度计,标签：电子小制作,http://www.88dzw.com

　　在日常生活中我们经常要对温度进行测量，如室温、冰箱内的温度、水温等的测量。本文介绍一种用AT89C2051单片机制作的电子温度计，和普通的水银和酒精温度计相比，具有测温速度快、读数方便等特点，测温范围为-30～110℃。

　　电路工作原理电路见图1。电路由单片机电路、温度传感器电路、A／D转换电路、数码显示电路等部分组成。AT89C2051、x1、R1、Cl等组成单片机电路，R1、C1组成单片机的复位电路，接通电源的瞬间，由于电源电压通过R1对C1的充电过程，单片机AT89C205 l的复位端1脚获得一个高电平复位脉冲，使得单片机进入初始状态。

　　VDl、IC3A等组成温度传感器电路，这里用硅二极管1N4148的PN结做温度传感
器，PN结的结电压随温度的变化而变化，温度每上升1℃，结电压约下降2mV，在-50-150℃的范围内有较好的线性。PN结的结电压由运算放大器IC3A放大12倍后输出到AT89C2051的P1.1口。由于结电压是送到IC3A的反相输入端进行放大，所以温度越高，IC3A的输出电压越高。

　　AT89C2051在内部构造了一个模拟信号比较器，AT89C2051的P1.0和P1.1除了作I／O口外，还分别是模拟信号比较器的同相输入端和反相输入端，模拟信号比较器的比较结果存入P3.6对应的寄存器，P3.6在AT89C22051外部无引脚。利用这个模拟信号比较器和锯齿波信号发生器电路就可以组成一个A／D转换电路，把P1.1输入的模拟信号转换成数字信号。

　　VTl、C4、R2～R5、RPl、IC23B等组成锯齿波信号发生器电路，为了获得较好线性的锯齿波，C4由VTl、R2-R5、RPl等组成的恒流源充电。锯齿波开始正程扫描的时刻由P1.2控制，当P1.2=0时C4开始充电，同时单片机内部的定时器1开始计数，当IC3B输出的锯齿波的电压线性递增到超过P1.1输入的待测的模拟信号的电压时，P3.6由0翻转为1，据此定时器1停止计数，并且使P1.2=1，此时计数值就是A／D转换的结果，这里把0℃的计数值确定为40，因此把计数值减去40得到的就是温度值。在P1.2=1后C4通过R5放电，为下一次测温作好准备。

　　数码管。DSl、DS2、DS3、三极管VT2、VT3、VT4、电阻R12-R21等组成动态扫描数码显示电路，把温度值用数字显示出来。

　　软件设计程序使用汇编语言编写。程序由主程序、定时中断服务程序、延时子程序等模块组成。

　　主程序由初始化、数码动态扫描显示等部分组成。主程序流程图见图2，定时中断服务程序流程图见图3。

　　由于采用了动态扫描显示韵方式，虽然简化了电路，节省了I／O线，但占用CPU的时问多，因此必须采用调用定时中断的方式来测温，以减小CPu负担，定时器0的定时时间为50ms，每过250ms（5次中断）测一次温。延时子程序主要供数码显示程序调用，延时时问为0.

　　5ms，延时时间决定了数码显示的刷新周期，因为显示数码为三位，所以刷新周期为1.5ms。

　　字形码的输出用了P3口的P3.1～P3.5、P3.7，P3口输出的数据通过查表获得。因为数码管为共阳型，所以相应的输出位为0时笔段亮。存储器20H、21H、22H单元分别作为个位数、十位数、百位数的存储单元，其数值作为查表的指针。

　　动态扫描显示由数码显示程序完成，当个位数送到P3口时，P1.3输出低电平，VT4导通，数码管Ds3显示个位数；当十位数送到P3口时，P1.4输出低电平，VT3导通，数码管DS2显示十位数；当百位数送到P3口时，P1.5输出低电平，VT2导通，数码管Dsl显示百位数，如果温度为负值，则百位数显示负号。这样轮流工作即可显示温度值。

　　在测温结束时，P3.6由0翻转为1，由于程序判断P3.6为高电平要用两个机器周期，关闭定时器1停止计数要用1个机器周期，总共为3个机器周期，这会使定时器1的计数值增加3，因此在程序中对此误差进行了修正，将计数值减去3。

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