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摘 要：随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视环境温度与人类的关系。本系统以AT89C52单片机为核心搭建了一个完整多点温度测控系统。控制器采用单片机AT89C52，温度传感器采用AD590温度传感器、转换器采用ADC0808模数转换器、显示模块为LCD1602液晶显示器，另外系统还具有按键和声光报警装置。本文结合实际使用经验，介绍了AD590温度传感器在单片机下的硬件和软件结构，并使用Proteus软件进行了仿真和结果分析。
关键词：AD590传感器；ADC0808；多点测温；AT89C52单片机；LCD1602
0 引言
温度（Temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上即是物体分子热运动的剧烈程度。随着近代工业的不断发展，温度测控系统已经应用于很多的地方，如实验室温度测控、储藏室温度测控等。在不同的场合对温度测控系统的要求也不尽相同，要求的精度也越来越高。很多的领域对温度测控的要求越来越高，而且测控范围越来越广，因此，对温度测控技术的需求越来越大。
1 系统设计方案
本系统由AD590温度传感器、ADC0808数模转换器、AT89C52单片机、LCD1602液晶显示屏、按键模块和声光报警模块构成，实现对温度进行多点同时测量并准确显示，超出范围报警。整个系统由单片机控制，要能够接收AD590温度传感器经ADC0808转换后的数据并输出显示出来，系统根据案件命令，选择对应的传感器由LCD1602进行温度实时显示，并可使用按键进行报警阈值设定，超过阈值即启动声光报警装置。
设计方案框图，如图1所示：
2 系统硬件设计
2.1 AD590温度传感器
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。主要特性如下：
①测温范围- 55℃～+150℃；
②线性电流输出1μA/K；
③线性度好，满刻度范围为±0 .3℃；
④电源电压范围4 ～ 30 V，当电源电压在5 ～10V之间，电压稳定度为1%时，所产生的误差只有±0.01℃；
⑤电阻采用激光修刻工艺，使在+ 25℃（298.2K）时，器件输出298.2μA：
⑥功率损耗低。
2.2 ADC0808模数转换器
ADC 0808是精度為8位的CMOS器件。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。主要技术指标和特性如下：
①分辨率：8位。
②总的不可调误差： ADC0808为±0.5LSB，ADC 0809为±1LSB。
③转换时间：取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，TCONV=128μs。
④单一电源：+5V。
⑤模拟输入电压范围：单极性0～5V；双极性±5V，±10V（需外加一定电路）。
⑥具有可控三态输出缓存器。
⑦ 启动转换控制为脉冲式（正脉冲），上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。
2.3 AT89C52单片机
AT89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能CMOS微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。其主要特性如表1所示：
2.4 LCD1602液晶显示屏
1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5×7或者5×11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔。LCD1602是指显示的内容为16×2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
3 系统软件设计
3.1Keil软件介绍
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。 Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。
3.2 系统软件分析
主程序为系统的核心程序，其中包含通道设定、变量赋初值、延时设定、中断初始化等内容。程序中采用定时器T0，工作方式2。程序中需定时1ms，计算后得出初值为TH0=0x216，TL0=0x216。主程序流程图如图2所示：
4 系统调试过程
在正式制作实物前，为了验证程序的正确性及所功能，设计时需进行仿真。仿真软件使用Proteus软件，这样即可较短时间在软件环境中完成多点温度检测的软件硬件联合调试。
Proteus软件中不包含本设计所选传感器型号，故在仿真时使用滑动变阻器模拟AD590温度传感器检测到的温度信号。将Keil生成的Hex文件装载至AT89C52单片机即可开始仿真。仿真初始化界面如图3所示：
初始化后，默认显示测温点A的温度，默认值为19℃，默认阈值上限为30℃，下限为10℃。此时声光报警模块无任何响应。
调节各测温点滑动变阻器阻值，显示温度随之改变，传感器能检测到的温度范围为-20℃～+107℃。按下按键1可正常切换不同测温点，按下按键2可切换阈值设置光标位置，按键3和按键4可调节阈值温度的上下限。其中阈值温度可调范围为0℃～99℃，适合正常测温需求。 调节按键，可正常进行阈值的上下限设置并显示。当可变电阻输入的模拟温度超过设定的阈值时，温度仍能正常显示，且声光报警器模块开始工作，LED发出红光，蜂鸣器鸣叫，可判断硬件设计和软件编写均正确，能实现多点温度检测和超阈值报警的目的。
5 结论
本设计通过使用AD590温度传感器，以AT98C52单片机为核心元件构建了一套完整的多点温度测控系统。其具有实时温度检测、多功能显示、按键控制等功能。由于各传感器的电压值是并行传输且使用AD590大大减少了代码量，因此系统可快速进行温度读取，提高了整套系统的快速性、稳定性和准确性。
通过对完整系统仿真，能证明本次设计的硬件和软件均达到预期目的，但也发现了AD590的使用会使电路复杂，成本增多。总之，本次设计的多点测温系统可测温度范围为-20℃～107℃，最多可同时检测8个温度点，非常适合在大型粮仓，智能楼宇等场合使用。但受系统精度限制，不适合应用于对精度要求较高的温度测量。
参考文献
[1] 张家田， 董秀莲. 单片机控制系统的设计与调试方法[J]. 现代电子技术， 2002（09）： 4-7.
[2] Pease R L， Dunham G W， Seiler J E， et al. Total Dose and Dose Rate Response of an AD590 Temperature Transducer[J]. IEEE Transactions on Nuclear Science， 2007， 54（4）： 1049-1054.
[3] 杨毅， 敖天勇， 成强. 8通道8位模/数转换器ADC0808/0809原理及应用[J]. 内江科技， 2007， 28（11）： 132-132.
[4] 黄苑虹， 梁慧冰. 基于AT89C52的温度测控系统[J]. 仪表技术， 2002（1）：27-28.
[5] 于志赣， 刘国平， 张旭斌. 液显LCD1602模块的应用[J]. 机电技术， 2009， 32（3）：21-23.
[6] 张金美， 舒希勇. 基于Protel99SE的模拟电路的仿真分析与设计[J]. 信息化研究， 2010， 36（3）： 61-64.
[7] 董普松. Protues在單片机系统设计中的应用[J]. 现代电子技术， 2008， 31（14）： 153-154.
[8] 魏伟、胡玮、王永清. 51单片机C语言开发与应用技术案例详解[M]. 北京： 化学工业出版社， 2010.
关键词：AD590传感器；ADC0808；多点测温；AT89C52单片机；LCD1602
0 引言
温度（Temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上即是物体分子热运动的剧烈程度。随着近代工业的不断发展，温度测控系统已经应用于很多的地方，如实验室温度测控、储藏室温度测控等。在不同的场合对温度测控系统的要求也不尽相同，要求的精度也越来越高。很多的领域对温度测控的要求越来越高，而且测控范围越来越广，因此，对温度测控技术的需求越来越大。
1 系统设计方案
本系统由AD590温度传感器、ADC0808数模转换器、AT89C52单片机、LCD1602液晶显示屏、按键模块和声光报警模块构成，实现对温度进行多点同时测量并准确显示，超出范围报警。整个系统由单片机控制，要能够接收AD590温度传感器经ADC0808转换后的数据并输出显示出来，系统根据案件命令，选择对应的传感器由LCD1602进行温度实时显示，并可使用按键进行报警阈值设定，超过阈值即启动声光报警装置。
设计方案框图，如图1所示：
2 系统硬件设计
2.1 AD590温度传感器
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。主要特性如下：
①测温范围- 55℃～+150℃；
②线性电流输出1μA/K；
③线性度好，满刻度范围为±0 .3℃；
④电源电压范围4 ～ 30 V，当电源电压在5 ～10V之间，电压稳定度为1%时，所产生的误差只有±0.01℃；
⑤电阻采用激光修刻工艺，使在+ 25℃（298.2K）时，器件输出298.2μA：
⑥功率损耗低。
2.2 ADC0808模数转换器
ADC 0808是精度為8位的CMOS器件。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。主要技术指标和特性如下：
①分辨率：8位。
②总的不可调误差： ADC0808为±0.5LSB，ADC 0809为±1LSB。
③转换时间：取决于芯片时钟频率，如CLK=500kHz时，TCONV=128μs。
④单一电源：+5V。
⑤模拟输入电压范围：单极性0～5V；双极性±5V，±10V（需外加一定电路）。
⑥具有可控三态输出缓存器。
⑦ 启动转换控制为脉冲式（正脉冲），上升沿使所有内部寄存器清零，下降沿使A/D转换开始。
2.3 AT89C52单片机
AT89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能CMOS微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。其主要特性如表1所示：
2.4 LCD1602液晶显示屏
1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5×7或者5×11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔。LCD1602是指显示的内容为16×2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
3 系统软件设计
3.1Keil软件介绍
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。 Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。
3.2 系统软件分析
主程序为系统的核心程序，其中包含通道设定、变量赋初值、延时设定、中断初始化等内容。程序中采用定时器T0，工作方式2。程序中需定时1ms，计算后得出初值为TH0=0x216，TL0=0x216。主程序流程图如图2所示：
4 系统调试过程
在正式制作实物前，为了验证程序的正确性及所功能，设计时需进行仿真。仿真软件使用Proteus软件，这样即可较短时间在软件环境中完成多点温度检测的软件硬件联合调试。
Proteus软件中不包含本设计所选传感器型号，故在仿真时使用滑动变阻器模拟AD590温度传感器检测到的温度信号。将Keil生成的Hex文件装载至AT89C52单片机即可开始仿真。仿真初始化界面如图3所示：
初始化后，默认显示测温点A的温度，默认值为19℃，默认阈值上限为30℃，下限为10℃。此时声光报警模块无任何响应。
调节各测温点滑动变阻器阻值，显示温度随之改变，传感器能检测到的温度范围为-20℃～+107℃。按下按键1可正常切换不同测温点，按下按键2可切换阈值设置光标位置，按键3和按键4可调节阈值温度的上下限。其中阈值温度可调范围为0℃～99℃，适合正常测温需求。 调节按键，可正常进行阈值的上下限设置并显示。当可变电阻输入的模拟温度超过设定的阈值时，温度仍能正常显示，且声光报警器模块开始工作，LED发出红光，蜂鸣器鸣叫，可判断硬件设计和软件编写均正确，能实现多点温度检测和超阈值报警的目的。
5 结论
本设计通过使用AD590温度传感器，以AT98C52单片机为核心元件构建了一套完整的多点温度测控系统。其具有实时温度检测、多功能显示、按键控制等功能。由于各传感器的电压值是并行传输且使用AD590大大减少了代码量，因此系统可快速进行温度读取，提高了整套系统的快速性、稳定性和准确性。
通过对完整系统仿真，能证明本次设计的硬件和软件均达到预期目的，但也发现了AD590的使用会使电路复杂，成本增多。总之，本次设计的多点测温系统可测温度范围为-20℃～107℃，最多可同时检测8个温度点，非常适合在大型粮仓，智能楼宇等场合使用。但受系统精度限制，不适合应用于对精度要求较高的温度测量。
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[3] 杨毅， 敖天勇， 成强. 8通道8位模/数转换器ADC0808/0809原理及应用[J]. 内江科技， 2007， 28（11）： 132-132.
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