1、项目五 模拟式温度控制器的制作制作人：权福苗任务一 模拟式温度控制器电路图的识读一、识读模拟式温度控制器电路原理图二、认识模拟式温度控制器电路中的元器件（一）认识模拟式温度传感器（一）认识模拟式温度传感器AD590AD590外形及电路符号（二）认识石英晶体振荡器振荡器（二）认识石英晶体振荡器振荡器石英晶体振荡器外形及电路符号（三）认识单片机（三）认识单片机 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等
2、电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。单片机电路符号（四）（四）AD转换器（转换器（ADC0809）模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。模数转换器外形及电路符号（五）认识四位（五）认识四位LED数码管数码管 LED数码管也称半导体数码管，它是将若干发光二极管按一定图形排列并封装在一起的最常用的数码显示器件之一。四位LED共阴数码管三、识读模拟式温度控制器方框图四、模拟式温度控制器方框图与电路原理图对 应关系任务二 模拟式温度控制器元器件的
3、检测一、常见温度传感器及检测方法（一）温度传感器（一）温度传感器AD590 在被测温度一定时，AD590实质上相当于恒流源，把它与直流电源相连，并在输出端串联一个标准1K的电阻，结果此电阻上流过的电流与被测热力学温度成正比，电阻两端将会有1mVK的电压信号。表5-2 AD590温度与电流的关系摄氏温度AD590电流经10K电压0OC273.2 uA2.732V10OC283.2 uA2.832 V20OC293.2 uA2.932 V30OC303.2 uA3.032 V40OC313.2 uA3.132 V50OC323.2 uA3.232 V60OC333.2 uA3.332 V100OC
4、373.2 uA3.732 V（二）温度传感器（二）温度传感器LM35 LM35集成温度传感器是一种把温度传感器和放大器集成在一个硅片中形成的集成型温度传感器。LM35的输出电压与摄氏温度成比例关系。（a）单电源模式 （b）双电源模式LM35电流温度关系曲线1、LM35的管脚的管脚 LM35管脚识别方法是，管脚向下，文字面面向自己，从左向右分别为电源、输出和接地。2、LM35的连接方法的连接方法（1）基本摄氏温度传感器接法）基本摄氏温度传感器接法（2）满量程摄氏温度传感器接法）满量程摄氏温度传感器接法3、测量、测量LM35输出电压输出电压 万用表调节到直流电压档，红色表笔接LM35温度传感器的
5、2脚，黑色表笔接LM35温度传感器的3脚。万用表所读数值就是LM35温度传感器的输出电压。二、石英晶体振荡器的种类和检测（一）石英晶体振荡器元件的种类和参数（一）石英晶体振荡器元件的种类和参数1、石英晶体振荡器元件的种类、石英晶体振荡器元件的种类 石英晶体振荡器元件按封装外形有金属壳、玻璃壳、胶木壳和塑封等几种，按石英晶体振荡器元件的频率稳定度分为普通型和高精度型，广泛应用与彩电、手机和手表等。2、石英晶体振荡器元件的主要参数、石英晶体振荡器元件的主要参数（1）标称频率）标称频率（2）负载电容）负载电容（二）石英晶体振荡器元件的命名（二）石英晶体振荡器元件的命名国产石英晶体振荡器元件的型号命名
6、由三部分组成。第一部分用字母表示外壳材料及形状，如用B表示玻璃外 壳，J表示金属外壳，S表示塑料外壳。第二部分用字母表示晶体片的切割方向。第三部分用数字表示石英晶体振荡器元件的主要性能参数和外形尺寸。（三）石英晶体振荡器元件的检测（三）石英晶体振荡器元件的检测1、电阻法、电阻法 把万用表置于R10K档，测量石英晶体振荡器两引脚间的电阻值，正常为无穷大。如果电阻不为无穷大甚至出现电阻值为零，说明石英晶体振荡器损坏。2、电笔测试法、电笔测试法 把电笔插到市电的火线孔内，用手捏住石英晶体振荡器的任意一只引脚，将另一只引脚触碰电笔的金属部分。如果电笔氖管发光，说明石英晶体振荡器是好的；否则，说明晶体损
7、坏。三、单片机的特性（一）认识单片机的引脚（一）认识单片机的引脚二、认识51系列单片机输入/输出端口 8051单片机共有4个8位的并行I/O口，分别记作P0、P1、P2、P3。每个口都包含一个锁存器、一个输出驱动器和输入缓冲器。四、LED数码管的检测（一）干电池检测法（一）干电池检测法 取两节普通1.5V干电池串联起来，并串联一个100、1/8W的限流电阻器，以防止过电流烧坏被测LED数码管。将3V干电池的负极引线（两根引线均可接上小号鳄鱼夹）接在被测数码管的公共阴极上，正极引线依次移动接触各笔段电极（ah脚）。当正极引线接触到某一笔段电极时，对应笔段就发光显示。用这种方法可以快速测出数码管是
8、否有断笔（某一笔段不能显示）或连笔（某些笔段连在一起），并且可相对比较出不同的笔段发光强弱是否一致。若检测共阳极数码管，只需将电池的正、负极引线对调一下，方法同上。（二）万用表检测法（二）万用表检测法 万用表红表笔（注意：红表笔接表内电池负极、黑表笔接表内电池正极）应接数码管的“”公共端，黑表笔则分别去接各笔段电极（ah脚）；对于共阳极的数码管，黑表笔应接数码管的“”公共端，红表笔则分别去接ah脚。正常情况下，万用表的指针应该偏转（一般示数在100k以内），说明对应笔段的发光二极管导通，同时对应笔段会发光。若测到某个管脚时，万用表指针不偏转，所对应的笔段也不发光，则说明被测笔段的发光二极管已经
9、开路损坏。与干电池检测法一样，采用万用表检测法也可对不清楚结构类型和引脚排序的数码管进行快速检测。动动 手手 实实 践践一、测量模拟温度传感器AD590输出信号表5-8 测量模拟温度传感器AD590输出信号型号档位摄氏温度经10K电压综合判定AD590动动 手手 实实 践践二、测量石英晶体振荡器表5-9 测量石英晶体振荡器名称型号测量档位阻值综合判定石英晶体振荡器动动 手手 实实 践践三、补全模拟温度控制器的元器件列表动动 手手 实实 践践动动 手手 实实 践践任务三 模拟式温度控制器的组装与调试一、单片机最小系统的组成（一）单片机时钟电路（一）单片机时钟电路MCS-51在通常应用情况下，使用
10、振荡频率为6MHz或12MHz。（二）单片机复位电路（二）单片机复位电路三、A/D转换电路（一）（一）A/D转换的基本概念转换的基本概念 A/D转换过程包括取样、保持、量化和编码4个步骤，一般，前2个步骤在取样-保持电路中1次性完成，后2个步骤在A/D转换电路中1次性完成。（二）逐次逼近型（二）逐次逼近型ADC 模-数转换方法有直接ADC和间接ADC两种。直接ADC中有并行比较法、反馈计数法和逐次逼近法等；间接ADC中有VF（电压频率）转换法和VT（电压时间）转换法等多种。ADC0809内部结构图四、单片机程序下载例：建立一个简单的LED（发光二极管）闪烁程序发光的实例来初步掌握Keil C5
11、1的基本用法。第一步：打开第一步：打开Keil C51软件。软件。双击桌面上的“Keil Vision3”图标，启动Keil C51程序，启动界面打开Keil Vision3的主界面第二步：新建工程。第二步：新建工程。执行Keil C51 软件的菜单“Project|New Project”，弹出一个名为“Create New Project”的对话框。第三步：选择第三步：选择CPU。紧接着，Keil C51提示选择CPU器件。8051内核单片机最早是由鼎鼎大名的Intel公司开发的，后来其他厂商如Philips、Atmel、Winbond等先后推出其兼容产品，并在8051的基础上扩展了许多增
12、强功能。在这里可以选择Atmel公司的一个器件“AT89C51”，该器件与Intel 的8051单片机完全兼容。选择选择CPU选择选择AT89C51 接下来将会弹出一个如图接下来将会弹出一个如图5-29所示的对话框。该对话框提所示的对话框。该对话框提示是否要把标准示是否要把标准8051 的启动代码添加到工程中去，可以增强的启动代码添加到工程中去，可以增强某些功能的初始化配置，一般选择某些功能的初始化配置，一般选择“是是(Y)”。即添加启动代码。即添加启动代码。选择是否要添加启动代码选择是否要添加启动代码至此，一个空的Keil C51 工程建立完毕。空空Keil uVision3工程文件工程文件
13、第四步：设置软件参数。第四步：设置软件参数。单击 按钮设置此芯片的选项，屏幕上出现如图5-31所示的对话框。在这个对话框里要设置此芯片的工作频率与所需要输出的文件。首先在Target页的Xtal（MHz）字段输入12，表示选择工作频率为12MHz。图图5-31 Options for TargetTarget1对话框对话框 继续切换到Output选项卡，选中Create HEX File复选框，只有选择此项才能产生16进制文件（*.hex），单击确定按钮关闭此对话框即可完成设置。如图5-32所示。图图5-32 Output选项卡选项卡第五步：新建文档文件。第五步：新建文档文件。执行菜单“Fil
14、e|New”,出现一个名为“Text n”（其中n 表示序号）的文档。如图5-33所示。图图5-33 新建文本新建文本 执行菜单“File|Save”,弹出一个名为“Save As”的对话框。将文件名改为“led.c”，然后保存。注意：扩展名“.c”不可省略。如图5-34所示。第六步：添加源程序文件到工程中。第六步：添加源程序文件到工程中。现在，一个空的源程序文件“led.c”已经建立，但是这个文件与刚才新建的工程之间并没有什么内在联系，我们需要把它添加到工程中去。单击Keil C51软件左边项目工作窗口“Target 1”上的“”，将其展开。然后右键单击“Source Group 1”文件夹
15、，会弹出如图5-35所示的选择菜单。单击其中的“Add Files to Group Source Group 1”项。首先选择文件类型为“C Source file(*.c)”，这时，对话框内将出现刚才保存过的“led.c”。单击文件“led.c”，再按一次“Add”按钮（请不要多次点击“Add”按钮），最后按“Close”按钮。这时，源程序文件“led.c”已经出现在项目工作窗口的“Source Group 1”文件夹内，可以单击左边的“”展开后查看。如图5-36、图5-37所示：图图5-36 向工程中添加源程序文件向工程中添加源程序文件图图5-37 展开展开Source Group1窗口
16、窗口第七步：现在开始输入源程序。第七步：现在开始输入源程序。先最大化led.c源程序窗口，然后请按以下程序清单输入程序代码。第八步：进行编译与链接。第八步：进行编译与链接。单击左上方的 按钮即可进行编译与链接，而其过程将记录在下方的输出窗口，“0 Error(s),0 Warnning(s)”表示没有错误，没有警告，否则就要对程序进行修改直至将错误全部改正为止。接下来就可以继续进行调试/仿真了，单击“Debug”菜单，单击“Star/Stop Debug Session”（或按Ctrl+F5组合键）开始调试工具栏，页面也将相应发生变化。如图5-40、图5-41所示。图图5-40 单击单击“St
17、ar/Stop Debug Session”图图5-41 调试窗口调试窗口单击“Peripherals”菜单中的“I/O-Ports”命令，再选中“Port 1”选项，即可打开“Port 1”窗口，如图5-42、图5-43所示：图图5-42 Peripherals菜单菜单图图5-43 Port 1窗口窗口单击 按钮，则监视窗口与Port 1窗口的内容将随程序的进行而变化。若想从头开始，则可单击 按钮停止运行程序，单击 按钮复位CPU，再单击 按钮即可。如图5-44所示：动动 手手 实实 践践一、模拟式温度控制器的组装动动 手手 实实 践践（一）模拟式温度控制器工作原理 本测温系统由温度传感器电路、AD转换电路、单片机系统、温度显示系统构成。其基本工作原理为温度传感器电路将测量到的温度信号转换成电信号输出到ADC0809的输入端，A/D转换器（ADC0804）将模拟信号转换为数字信号后传送给AT89S51，该系统以AT89S51单片机为核心，通过单片机编程实现对室内温度的实时控制，并驱动LED八段数码管动态显示室温。动动 手手 实实 践践（二）模拟式温度控制器的安装步骤
