1、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 4090 ，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.
2、3 。图 101 为 AD590的引脚图，表 101 为 AD590温度与电流的关系表。（ a）引脚 （ b）封装 （ c）图形符号图 101 AD590 引脚、封装及图形符号表 101 各温度与电流、电压参考关系表温度 值 AD590电 流 经 10k电压 V 放大器 输 出 V0（ ADC0809的VIN）ADC0809的输 出0C 273.2A 2.732V 0V 00H10C 283.2A 2.832V 0.49V 19H20C 293.2A 2.932 V 0.98V 32H30C 303.2A 3.032 V 1.47 V 4BH40C 313.2A 3.132 V 1.96 V
3、64H50C 323.2A 3.232 V 2.45 V 7DH60C 333.2A 3.332 V 2.94 V 96H70C 343.2A 3.432 V 3.43 V AFH80C 353.2A 3.532 V 3.92 V C8H90C 363.2A 3.632 V 4.41 V E1H100C 373.2A 3.732 V 4.90 V FAHAD590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 101 中，列出了在不同温度值下的 AD590的输出电流，通过图 102
4、的放大电路可将输出电流转换成05V的模拟电压。图 102 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 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 103 所示。3、加热控制模块加热控制信号经反相器反相后，驱动固态继电器（ SSR）工作，从而接通或断开加热丝两端电源，实现对水的加热控制。加
5、热控制电路如图 103 所示。为了使加热控制更加精确，系统采用了三组加热电炉丝组合实现，当温差小于 5C时，仅 A组加热丝工作；当温差在5C10C之间时，采用 A、 B两组加热控制；当温差大于10C时，采用 A、 B、 C三组加热控制。4、键盘设定及数据显示模块键盘扫描由 11个按键及 3位 LED共阳极显示器组成。通过P1、 P2口直接驱动键盘，为了简化显示接口，这里采用了串行口扩展 LED显示器。如图 103 所示。图 103 水温控制系统硬件原理图五、软件设计1、程序结构设计（ 1）主程序用于进行初始化处理，包括各端口的初始化，定时 /计数器的设定、中断允许的设定等。同时进行键盘的扫描输
6、入。图 104 为主程序流程图。（ 2）定时中断服务程序通过单片机内部的定时器 T0进行 50ms定时，再通过寄存器 R6进行计数，以实现 1s定时中断的要求。进入中断服务程序后，可进行当前温度的检测及显示，根据所测值与设定值比较进行温度控制等。图 105 为中断服务程序流程图。图 104 主程序流程图 图 105 定时中断服务程序流程图（ 3）温度检测程序温度检测采用每 1s定时采样的方式，为了实现温度的准确检测，采用了平均值滤波法抗干扰。即连续 4次启动 ADC0809进行 A/D转换，求取转换结果的平均值，存入指定单元，以得到检测温度值。图 106 为温度检测程序流程图。（ 4）温度控制程序通过比较键盘设定值与温度检测值的差别，按照一定的控制规律，控制输出口线的状态，实现三组加热丝的控制。图 107为温度控制程序流程图。（ 5）温度显示程序在每次温度检测后，进行一次温度显示刷新；在进行温度设定时，显示设定温度值。
