温度测量与控制电路课程设计

VCCVDD1R1140kΩ4R23kΩ3C110uF047RSTDISTHRTRICONGND15VVCC02738VSS3950%VEE0U2V_Logic12/8CSA0CLKCEV+REF_OUTAGNDREF_INV-BIP_OFFINSTSDB11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0DGND12VVDD8U3VCCOUT3241625R61kΩKey=ALM555CMC210nFVSS15V-15VVEEAD57400 图2-2-4 系统完整框图

AD574 是美国模拟数字公司（Analog ）推出的单片高速12 位逐次比较型A/D 转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D 转换器，其主要功能特性如下：

分辨率为12 位。非线性误差为小于±1/2LBS 或±1LBS。转换速率为25us 。模拟电压输入范围为0~10V 和0~20V，0~±5V 和0~±10V四种输入。电源电压为±15V 和 5V。 数据输出格式为12 位二进制代码。芯片工作模式为全速工作模式和单一工作模式。

图2-2-5 AD574A引脚图

AD574A 的引脚说明：

[1]. Pin1(V Logic)——逻辑电源+5V电源输入端。

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[2]. Pin2(12／8 )——数据模式选择端，通过此引脚可选择数据纵线是12位或8位输出。 [3]. Pin3(CS )——片选端，低有效。

[4]. Pin4(A0)——字节地址短周期控制端。与12/8端用来控制启动转换的方式和数据输出格式。 [5]. Pin5( R/C)——读转换数据控制端。 [6]. Pin6(CE)——使能端，高有效。

[7]. Pin7(V+)——正电源输入端，输入+15V电源。 [8]. Pin8(REF OUT)——10V 基准电源电压输出端。 [9]. Pin9(AGND)——模拟地端。

[10]. Pin10(REF IN)——基准电源电压输入端。 [11]. Pin11(V-)——负电源输入端，输入-15V 电源。

[12]. Pin12(BIP OFF)——单极性输入时BIP OFF接模拟公共地，双极性时BIP OFF接对应 -10V

[13]. Pin13(10V IN)——单极性0～10 V模拟量输入；双极性0～ ±5 V模拟量输入。 [14]. Pin14(20V IN)——单极性0～20 V模拟量输入；双极性0～ ±10 V模拟量输入. 。 [15]. Pin15(DGND)——数字地端。

[16]. Pin16-Pin27(DB0-DB11)——12 条数据总线，通过这 12 条数据总线向外输出A/D转换数据。 [17]. Pin28(STS)——工作状态指示信号端，当 STS=1 时，表示转换器正处于转换状态，当 STS=0 时，声明A/D 转换结束，通过此信号可以判别A/D转换器的工作状态，作为单片机的中断或查询信号之用。

其与温度传感器部分的连接方法是：AGND端与传感器部分的模拟地端相连接，模数转换器的in端连接传感器的输出电压。REF IN，REF OUT端为参考电压输入（通过调节滑动变阻器0~10V可调，用于校准）。当输出的二进制码为1111 1111 1111，换算为十进制数是5100，经过码制转换后，在数码显示管上即显示数字510.0。代表510.0℃。

由于传感器部分的输出电压Uo满足，Uo=kT （T代表温度，单位：℃，K=10 V/℃）即满足Uo=10T所以参考电压UREF IN的取值需要满足UREF IN=k*510，UREF IN的可以通过图2-2-4中所示滑动变阻器R1调节。ADC的CLK端与555和少量阻容元件构成的多谐振荡器相连接，R6=140kΩ，R7=3kΩ，C5=10μF555的3脚为输出端，其高电平持续时间T1=70. (R6+R7)C5≈1s，低电平持续时间T2=0.7(R7C5)≈21ms。输出低电平时，AD5740处于转换状态，转换时间需要约25μs，T2>>25μs，所以转换器有充分的时间进行转换，保证了转换数据的准确性，满足要求。输出高电平时，在该电路中AD5740处于12位数据并行读取状态，其转换的二进制数据被传送到EEPROM中。 2)、码制的转换——12位二进制数转8421BCD码：

通过对电可擦写只读存储器（EEPROM）281024进行编码，实现二进制数码到BCD码的变换。即把1450

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的-5V、

个温度值的二进制数据位当作源码作为存储器EEPROM的地址码，把需要转换的8421BCD码作为 “目的”码写入地址对应的存储器EEPROM内部单元。使用时，当AD转换器采集到不同电压信号时，把转换后的二进制码迭到EEPROM的地址位，那么与此地址相对应的输出数据就是所求的8421BCD码格式，从而完成了1450个二进制码温度值到8421BCD码的转换。该1450个温度值的数字解码器是四位数显示，所以选用有16个位线的281024 EEPROM，实际中，也可根据制造的成本视情况选择两片8个位线的EEPROM（如：27C32）进行位线扩展，扩展成16位。

低12位A0~A11接对应的AD5740的二进制输出端，高4位A12~A15均接地。D0~D3，D4~D7，D8~D11，D12~D15分别输出小数位、个位、十位、百位的8421BCD码。接到译码显示模块4511BD即可把BCD码转换成七段a~g显示驱动信号，在LED数码管上进行十进制显示。

存储器281024地址和数据对应写入单元数据如表1：

温度 000.0 000.1 000.2 ...... 165.0 地址编码 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0010 ...... 0000 0101 1010 1010 BCD编码 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0010 ...... 0001 0110 0101 0000 表1存储器281024地址和数据对应写入单元数据

由以上两个模块构成AD转换与二进制转8421BCD码电路，如下图2-2-6所示连接，模拟信号经由AD转换后通过281024存储器，将对应的8421BCD码译出，通过总线TEM将其发送至译码显示模块以及温度超限判断模块。

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VCCVCCVDD1R1140kΩ4R23kΩ3C147RSTDISTHRTRICONGND5V5VVCC027U2V_Logic12/8CSA0CLKCEV+REF_OUTAGNDREF_INV-BIP_OFFINSTSDB11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0DGNDU10NC1VDDA15~WEA14NC2A13D15A12D14A11D13A10D12A9D11A8D10A7D9A6D8A5D7A4D6A3D5A2D4A1D3A0D2~CED112VVDD8U3VCCOUT3VCC36Ln1635Ln1534Ln1433Ln1332Ln1231Ln1130Ln1029Ln928Ln827Ln726Ln625Ln524Ln423Ln322Ln221Ln1241625R61kΩKey=A38VSS3950%VEE0201918171615141312111090TEMC2010uF10nF1LM555CMAD5740~OED0VSSVEEVSS1VSS2015V-15VCMOS_EEPROM图2-2-6 AD转换与二进制转8421BCD码电路图

附本模块所用芯片信息：

281024 1M COMS EEPROM（65536X16） A0~A15：地址输入端 D0~D15：数据输出端

图2-2-7

281024管脚图

281024真值表

工作模式 /CE /OE /WE - 11 -、