1、 1 温度测量系统温度测量系统 1.1 系统概要 1.1.1 引言 温度是表征物体冷热程度的物理量。 温度通过物体随温度变化的某些特性来 间接测量。温度的测量和控制在激光器、光纤光栅的使用及其他的工农业生产和 科学研究中应用广泛。温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体 PN 结之类的模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转换，再交自单片 机处理。被测温度信号从温敏元件到单片机，经过众多器件，易受干扰、不易控 制且精度不高。因此，本设计介绍了一种温度传感器选用 LM35、单片机选用 MC908GP32 的温度测量系统。它能通过与单片机，完成温度采集和数据处理。该 系统的温度测量范
2、围为 099，可以精确到一位小数，可适用于工业场合及日 常生活中 6。 1.1.2 系统结构分析 本测温系统由温度传感器电路、信号放大电路、AD 转换电路、单片机系 统、温度显示系统构成，如图 1 所示。其基本工作原理：温度传感器电路将测量 到的温度信号转换成电压信号输出到信号放大电路， 与温度值对应的电压信号经 放大后输出至 AD 转换电路，把电压信号转换成数字量送给单片机系统，单片 机系统根据显示需要对数字量进行处理，再送温度显示系统进行显示。如图 2 所示 2。 1.2 硬件电路设计 1.2.1 硬件电路图 温度传 感器电路 信号 放大电路 A/D 转换电路 单片机 系统 温度 显示系统
3、 图 1 测温系统的原理框图 2 1.2.2 温度传感器电路 温度传感器采用的是 NS 公司生产的 LM35，它具有很高的工作精度和较宽的 线性工作范围，它的输出电压与摄氏温度线性成比例，且无需外部校准或微调， 可以提供14的常用的室温精度。LM35 的输出电压与摄氏温度的线形关系 可用下面公式表示，0时输出为 0 V，每升高 1，输出电压增加 10 mV。其电 源供应模式有单电源与正负双电源两种，其接法如图 3 与图 4 所示。正负双电源 的供电模式可提供负温度的测量，单电源模式在 25下电流约为 50 mA，非常省 电。本系统采用的是单电源模式。 1.2.3 信号放大电路 由于温度传感器
4、LM35 输出的电压范围为 00.99 V，虽然该电压范围在 A D 转换器的输入允许电压范围内，但该电压信号较弱，如果不进行放大直接进 行 AD 转换则会导致转换成的数字量太小、精度低。系统中选用通用型放大器 A741 对 LM35 输出的电压信号进行幅度放大，还可对其进行阻抗匹配、波形变 3 换、噪声抑制等处理。系统采取同相输入，电压放大倍数为 5 倍，电路图如图 5 所示 5。 1.2.4 A/D 转换模块 A/D 转换模块（Analog To Digital Convert Module）,即模数转换,是将电 压信号转换为对应的数字信号。 1.2.4.1 进行 A/D 转换的基本问题: （1）采样精度 数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量,即采样位数。 （2）采样速率 完成一次 A/D 采样所要花费的时间。 （3）滤波 对采样的数据进行筛选去掉误差较大的毛刺。 （4）物理量回归 把 A/D 采样值与实际物理量对应起来。 1.2.4.2 A/D 转换模块的基本编程方法 （1）A/D 转换初始化 对 ADCLK 写入控制字节
