使用AT89C51和LM35的攝氏刻度溫度計(jì)

本項(xiàng)目展示了使用LM35溫度傳感器和AT89C51微控制器的攝氏刻度溫度計(jì)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和操作。該電路包含模擬溫度傳感器LM35，它的優(yōu)點(diǎn)是提供與攝氏溫度成正比的輸出，而不需要進(jìn)行校準(zhǔn)。

該項(xiàng)目還包括8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0804，它使用逐次逼近的轉(zhuǎn)換技術(shù)。ADC0804由單片機(jī)控制，單片機(jī)處理其輸出，在LCD顯示器上顯示結(jié)果溫度讀數(shù)。這篇文章詳細(xì)介紹了單片機(jī)程序、電路設(shè)計(jì)和電路操作。

電路背后的原理

該電路的工作原理是模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。溫度由模擬溫度傳感器（LM35）感知，這個(gè)模擬值通過(guò)ADC（ADC0804）轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。然后由一個(gè)微控制器（AT89C51）處理數(shù)字信號(hào)，在顯示屏幕（16×2 LCD）上顯示攝氏溫度讀數(shù)。

攝氏刻度溫度計(jì)的電路圖

使用AT89C51和LM35的攝氏刻度溫度計(jì)電路圖

所需元件

8051微控制器(AT89C51)

8051開(kāi)發(fā)板

8051編程器

16 x 2 LCD顯示器

10KΩ電位器

adc0804 - adc ic

10KΩ 電阻器 (1/4 瓦)

150pF電容（陶瓷盤型） - 代碼: 151

LM35 - 溫度傳感器

連接線

電源

Keil μVision IDE

威勒軟件

如果你沒(méi)有8051開(kāi)發(fā)板，你可能需要以下組件

11.0592 MHz 石英晶體

2個(gè)33pF電容

2個(gè)10KΩ電阻(1/4瓦)

10μF電容（極化）。

按鍵

攝氏刻度溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)

電路設(shè)計(jì)主要包括設(shè)計(jì)單片機(jī)電路，將ADC、LM35和LCD與單片機(jī)AT89C51接口。

單片機(jī)電路設(shè)計(jì)

振蕩器電路。振蕩器電路包括一個(gè)振蕩頻率為11.0592 MHz的晶體振蕩器和兩個(gè)陶瓷電容，每個(gè)電容為33pF，以確保穩(wěn)定性。

復(fù)位電路。復(fù)位電路的設(shè)計(jì)是使用一個(gè)按鈕，一個(gè)10KΩ的電阻和一個(gè)10μF的電解質(zhì)電容，以確保復(fù)位脈沖寬度為100ms，復(fù)位電壓為1.2V。

EA引腳：由于我們沒(méi)有使用任何外部存儲(chǔ)器，EA引腳使用一個(gè)10KΩ電阻被拉高。

連接ADC和LM35

LM35溫度傳感器IC和ADC0804 ADC IC構(gòu)成了電路的輸入部分。LM35由三個(gè)引腳組成。LM35的VOUT與ADC0804集成電路的模擬輸入引腳VIN（+）（引腳6）相連。

ADC0804的第20針（VCC）連接到+5V電源。ADC0804的1、2、7、8和10腳（CS'、RD'、VIN（-）、AGND和GND）連接到GND。ADC0804的時(shí)鐘引腳CLKR和CLKIN（引腳19和4）之間連接了一個(gè)10KΩ電阻。一個(gè)150pF的陶瓷電容連接在CLKIN（針腳4）和GND之間。引腳3和5即WR'和INTR'被連接在一起。

ADC0804的8個(gè)數(shù)據(jù)輸出引腳DB0-DB7（引腳11-18）被連接到8051微控制器的PORT2引腳。

連接LCD

RS、RW和EN引腳分別連接到端口引腳P3.6、GND和P3.7。數(shù)據(jù)引腳連接到微控制器的PORT1。

攝氏刻度溫度計(jì)電路的工作原理

環(huán)境溫度由LM35溫度傳感器感知，它產(chǎn)生的輸出電壓與溫度成正比，速度為每攝氏度10mV。這個(gè)模擬電壓被送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC0804），這是一個(gè)基于逐次逼近轉(zhuǎn)換原理的8位ADC。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0804被配置為連續(xù)讀取輸入的模擬信號(hào)，并在其數(shù)字輸出引腳連續(xù)產(chǎn)生數(shù)字輸出。為了使ADC0804連續(xù)讀取模擬輸入值，我們需要將INTR'引腳和WR'引腳連接起來(lái)。同時(shí)，為了使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在ADC0804的數(shù)字輸出引腳上持續(xù)可用，CS'和RD'引腳必須被拉低。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器不斷地從LM35獲取模擬信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。ADC0804的數(shù)字輸出是8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的形式，這些數(shù)據(jù)也是連續(xù)可用的。

8051微控制器接受這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算。這個(gè)計(jì)算將把從ADC0804收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成攝氏度的溫度。

現(xiàn)在，微控制器將把這個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送到LCD上并顯示出來(lái)。由于ADC不斷從LM35溫度傳感器中讀取模擬數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)字引腳將其發(fā)送給微控制器，溫度將隨時(shí)更新，并在LCD上顯示。

編寫攝氏刻度溫度計(jì)的電路代碼的算法步驟

以下是用C語(yǔ)言編寫代碼時(shí)需要遵循的算法。

從ADC0804讀取數(shù)據(jù)。

對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)小的計(jì)算。

通過(guò)發(fā)送適當(dāng)?shù)拿顏?lái)初始化LCD。

向LCD發(fā)送包含溫度讀數(shù)的數(shù)據(jù)

攝氏刻度溫度計(jì)電路的應(yīng)用

它可以用在像汽車這樣的移動(dòng)場(chǎng)所，以保持溫度的跟蹤。

它可以用來(lái)控制負(fù)載的開(kāi)關(guān)，如電機(jī)，基于溫度的加熱器。

它也可用于家庭，以獲得溫度讀數(shù)。

該電路的局限性

它需要額外的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換。

這個(gè)電路只能測(cè)量攝氏度的數(shù)值。