多路温度监测系统研究应用.doc

摘 要
本课题设计了一种多测量点、宽量程智能温度测量应用系统。该系统运用了性能价格比较好K型热电偶作为温度传感器，信号调理电路采用多路开关CD4051和AD595芯片为核心，为提高测量辨别率，模仿、数字信号转换采用8位辨别率、7位精度8位A/D转换器ADC0809，仪器CPU芯片采用当前最大众、低价位但技术成熟8031，仪器键盘/显示屏采用8155扩展8031I/O接口连接，接口电路简朴、合用。为了提高系统硬件成本，能对8路温度差分信号进行切换，因此咱们采用8位A/D转换器ADC0809，它是内部带8路模仿转换开关转换器，并可以进行模数转换，节约了硬件资源。为了提高系统抗干扰性能，温度检测采用了硬件抗干扰和软件抗干扰办法，硬件采用了看门狗电路抗干扰，软件采用了指令冗余技术，它们使系统性
能得到了改进。在设计中，对产生误差因素也进行了某些理论上分析，证明这种设计方案是可行。由本课题构成多路温度监测系统构造简朴、价格便宜、量程宽、有较高可靠性、安全性及实用性。
核心词：温度传感器 单片机 热电偶

Abstract
This paper has designed an intelligent temperature measurement system with many measuring points. The system makes use of the hot electric resistance ，has high ratio of performance to price. The electric circuit to adjust and manage signal adopts the enlarger CD4051 and AD595 used in instrument as its core. In order to improve the measure precision， imitating，the conversion of the numerical signal adopts 8 A/ Ds of 8 resolution,7 accuracies conversion machine ADC0809，instrument of the CPU chip the adoption is most mass currently，low price ，but technique mature of 8031，instrument of keyboard/ display adopt 8155 expand 8031 of I/ O connect a people's conjunction，connect a people's electric circuit simple，apply. At the same time，for overcome two limit，three the circuit electric resistance error margin that limit to bring，the Pt100 connects the line to adopt four lines system methods outward；For the sake of the hardware cost of the exaltation system，the ability carries on cut over to 8-road bit temperature bad cent signals of the roads，so 8 A/ Ds that we adopt conversion machine ADC0809，it is the conversion machine that the inner part takes the 8 roads emulation conversion switch，and can carry on the mold number conversion，saving the resources of the hardware. For the sake of the anti- interference function of the exaltation system，the examination of the temperature adopted the method of the hardware anti- interference and the software anti- interference，the hardware adopted the watchdog electric circuit anti-interference，the software adopted the instruction redundancy technique，and they make the function of the system get the improvement. In the design，the factors introducing errors are analyzed theoretically. The analysis results prove this design project to be viable. The many roads temperature monitor system constituted in this paper has some advantages，such as，simple structure，low price，and wide measure range. The system has higher dependability，safety and good performance.
Key words：temperature sensor，singlechip,

目 录
1 绪论 1
1.1课题意义 1
1.2国内外现状分析 2
1.3系统重要性能指标 3
1.4重要工作任务 3
2 监测系统原理及设计规定 4
2.1系统综述 4
2.2系统设计方案选取 4
2.3系统工作原理 5
3 系统硬件设计 7
3.1温度传感器选取 7
3.1.1温度传感器分类 7
3.1.2惯用温度传感器简介 8
3.1.3温度传感器选取 12
3.2信号调理电路设计 12
3.2.1采样变送电路设计 12
3.2.2温度传感器在现场安装技术 13
3.3芯片选取 14
3.4 A/D转换器选取及其接口设计 17
3.4.1 ADC0809简介 18
3.4.2 ADC0809工作原理 21
3.4.3 ADC0809与8031接口 23
3.5键盘/显示接口电路设计 25
3.5.1 8155简介 26
3.5.2 8155扩展I/O口键盘/显示接口电路设计 30
3.6报警电路设计 31
4 系统软件设计 33
4.1主程序设计 33
4.2其他子程序设计 34
4.2.1 A/D转换程序 34
4.2.2判断键号程序 35
5 系统抗干扰分析 37
5.1系统硬件抗干扰分析 38
5.2系统软件抗干扰分析 39
6 结论 42
道谢 43
参照文献 44

1 绪论
1.1 课题意义
随着电子技术、计算机技术、通信技术迅速发展，工业测控领域采用先进技术对现场工业生产参数进行检测，监测是实现工业自动化重要标志。据不完全记录，在工业生产中被监测最多参数应当是压力、流量、温度三大参数。无论在石油、化工、煤炭、水利等行业，还是电力、机械、航空、国防等部门，都离不开对这些参数监测。固然除此之外，尚有诸如液位、扭矩、密度、浓度、速度、位移、距离、电参数等众多物理参数监测，但用最多恐怕还是温度监测，可以说温度测量是一种“永恒”话题。
温度测量领域十分广泛，其实，不但在工业领域，并且在民用领域、军用领域，温度测量随处可见。在工业领域，电力系统安全运营关系到整个工业发展和人民生活稳定，其中一种重要方面是电气设备自身安全运营，由于绝大多数电气设备采用封闭式构造，散热效果差，热积累大，并长期处在高电压、大电流和满负荷运营，其成果导致热量集结加剧，温升直接危害电器设备绝缘，这就规定对电气设备温度状况进行测量控制。如发电厂发电机组随着电压增高和容量增大，解决定子铁心和绕组温升问题就日益突出。对全封闭高压开关电器，也存在对其开关触头温度监测问题，电机轴温，胶带滚筒表面温度，工业冷却循环水温，加热设备炉温，啤酒麦芽发酵温度，各种化工原料在化学反映时控制温度等等。在民用领域，超市食品架内温度，人们生活空间环境温度，空调控制温度，人体繁华体温检测，冰箱、冰柜温度测量等等。固然，不同场合，对测温范畴规定不一致，虽然相似测温范畴，测量不同对象，其测量精度也不尽相似，这些都是显而易见。譬如，人体体温测量，测量温度应当规定比较高，达到0.1℃左右，但是在测量电气设备如电机轴温时，也许测量容许误差达1℃以上。
固然，咱们做任何一件物品，都是在满足规定前提下，越简朴越好，成本越低越好，作为工业、民用、军用等领域测量，这个原则也不例外，但是作为人类对客观事物结识，从测量角度，从误差概念，从真值理解来看，咱们应当在一定条件下尽量将测量精度提高。
电气设备温度实时监测已经成为电力系统中电气设备安全运营急需解决实际问题。当前国外采用红外热辐射等技术对电气设备做遥感式在线测温，但是其构造复杂、价格昂贵，并无法直接解决电气设备内部温度实时监测问题。本文立足点是，运用比较常规温度传感器以及便宜电子元件构成低成本、高性能智能系统，该系统具备较高可靠性、安全性和经济性，运用在工业领域，具备重要实际工程价值。
1.2 国内外现状分析
温度是普通工业领域最容易遇到检测参数，如环境温度检测，工业工艺温度参数检测，设备温度保护检测等，而市场上专用、通用各类温控仪产品也比较丰富。国内外温度检测仪器发展水平重要体当前仪器智能化水平、测量文范畴、测量精度以及仪器功耗等技术指标上，当前国内温度测量，在精度上很少有高于0.1℃。
在同一种行业，各个公司之间当代化水平差别也十分大，尽管当前计算机技术和电子技术发展水平都十分迅猛，但依然有一某些公司对温度测量技术，还停留在用水银温度计作为测量工具。近年来，信息化一词在自动化领域内十分叫响，它在一定限度上推动了自动化技术发展，咱们许多厂矿公司、运用计算机水平不再体当前办公室管理上，并且进一步到生产各个环节，各种也许导致安全隐患各个环节在也许条件均运用了先进计算机监控。例如：煤矿计算机调度监控系统、胶带输送机计算机综合保护系统、各种现场电机温度保护系统、各种煤窑温度控制系统以及化工行业温度工艺参数自动调节等，无不有温度系数检测。
1.3 系统重要性能指标
依照现场条件和规定，设计本产品重要技术指标为：
（1）测温范畴：－50～＋600℃
（2）测量精度：±1ºC
（3）测量路数：8路
（4）各路可设立上、下限报警值，当各路温度超限时，送出各保护触点信号
（5）电源工作范畴：AC85～265V
1.4 重要工作任务
在对各类温度传感器原理简介基本上，依照本课题实际任务规定，完毕温度传感器选型，系统芯片选取，并设计A/D转换电路，信号调理电路。键盘显示接口电路，报警电路。系统按所设定定期间隔顺序读取各个测温点温度值，读过温度数据经解决后将其存盘，同步将其与设定温度限制比较，如发现越限，则发出报警信号，以便工作人员检查并解决，如未超限，则系统在间隔时间内按顺序显示各测量温点温度值。

2 监测系统原理及设计规定
2.1 系统综述
依照第一章本课题设计规定性能指标，本系统不但要满足一定精度温度测量基本功能，并且由于测量路数为8路，同步考虑系统最低成本，因而还存在多路信号切换，还要考虑系统温度超限报警功能，温度显示功能，作为工业现场用监测类仪器，系统工作可靠性指标也是系统在设计时值得考虑一种因素。
2.2 系统设计方案选取
依照当前构成各种温度监测装置，结合本课题设计任务规定能基本实现设计任务方案大概由如下几种：
（1） 纯模仿式
这种方案所有电路均采用模仿电路构成，涉及温度信号采样、放大电路，报警电压电位调节设立，模仿比较器选用以及驱动超限报警电路，模仿电磁构造指针式显示电路等，尽管这种电路也能起到温度实时测量与报警，但是不能获得温度历史数据，显示方式也不够直观，在抗干扰性能上由于电路没有足够判断能力也许会增长误报警从而引起误动作，并且在价格上也无优势可言，由上述原理构成此类仪表被称之为第一代仪表，当前设计仪表中很少使用此类构造。
（2） 数字式
这种方案在信号采样、放大电路、报警设立以及报警电路等环节与第一种方案没有什么区别，只是在放大电路后采用了A/D转换电路，它将模仿量转换成数字量，然后通过驱动电路进行数码显示，它最大好处是显示直观，这是模仿式产品向智能式产品中间过渡型产品，属于第二代仪表，在上个世纪80年代设计中大都属于本种构造方案，在工业现场看到大都是未被替代产品，在当前设计中，也不采用这种方案。
（3） 智能式
这是当前监控类仪器首选方案，运用当前成熟计算机技术，依托计算机强大解决能力，对数据前向通道采集到温度数据进行判断、解决、存储，并可采用十分简朴办法通过显示驱动芯片将显示信息送出进行数码显示，对温度报警解决可以按照各路测温点不同状况分别设立不同报警值。系统将会对各路监测点进行温度巡回监测。
固然，由于国外欧美国家微电子技术发展，在不少测试领域，将一种系统所有电路，涉及CPU都集成在一块芯片上，构成一种集成系统，这也是当前仪表发展方向。本课题考虑到国内当前现状，构成器件来源以及微电子技术发展，因此决定采用智能式方案来进行系统设计。
2.3 系统工作原理
依照上述方案选取和本课题设计目的，加上当前智能仪表普通特点，本系统原理构造框图如下图2－1所示：

从上图看系统重要涉及构成智能测量系统核心微解决器，检测温度敏感元件温度传感器采用是热电偶式温度传感器。信号切换是本系统多路规定而设立，放大电路是提高计算机辨认信号最惯用办法，在信号前向通道最后一种环节，采用一种价格适当、性能较好A/D转换器作为模仿信号与计算机之间接口器件，作为智能检测，键盘与显示屏是最常规人机接口，在本系统，键盘作用重要是用来设定现场各路测温点高低温度报警值，显示屏正常测量时巡回显示各路温度实时测量值，当温度超限时，仅巡回显示报警路数及其相应温度值，并在键盘设立参数时作为简朴输出装置配合顾客对参数设定。报警输出驱动电路作用是为顾客提供一种温度超限时保护触点。
3 系统硬件设计
一种典型智能检测系统，涉及被测量信息获取、放大、变换接受、解决以及传播等环节，在本多路温度测量系统中，则涉及温度传感器选型，信号调理电路设计，A/D转换电路设计、芯片选取键盘显示接口电路设计以及报警电路设计。
3.1 温度传感器选取
温度传感器从使用角度大体可分为接触式和非接触式两大类。前者是让温度传感器直接与待测物体接触，来敏感被测物体温度变化，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定距离。检测从待测物体放射出红外线，从而达到测温目。这里咱们一方面简介一下温度传感器分类，惯用温度传感器，然后对所选用文德传感器作简要简介。
3.1.1 温度传感器分类
温度传感器发展大体经历了如下三个阶段：老式分立式温度传感器（含敏感元件）；模仿集成温度传感器/控制器；智能温度传感器（即数字温度传感器）。
（1）分立式温度传感器
老式热电偶、热电阻、热敏电阻及半导体温度传感器，均属于分立式温度传感器，传感器自身就是一种完整、独立感温元件。此类传感器普通要温度变送器，以获得原则模仿量（电压或电流）输出信号。使用时还需配上二次仪表，才干完毕温度测量及控制功能。其重要缺陷是外围电路比较复杂、测量精度较低、辨别力不高、需进行温度校准（例如非线性校准、温度补偿、传感器标定等），此外它们体积较大、使用也不以便。
（2）模仿集成温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成，因而亦称硅传感器或单片集成传感器。模仿集成温度传感器是在20世纪80年代问世，它是将温度传感器集成在一种芯片上、可完毕温度测量及模仿信号输出功能专用IC，它属于最简朴一种集成温度传感器。模仿集成温度传感器重要特点是功能单一（仅测量温度）、测温误差小、价格低响应速度快、传播距离远。体积小、微功耗，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简朴，是当前国内外应用最为普遍一种集成传感器。
（3）模仿集成温度控制器
模仿集成温度控制器重要涉及温控开关、可编程控制器。
（4）智能温度传感器
智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世。智能温度传感器是微电子技术、计算机技术和自动化测试技术结晶，它也是集成温度传感器领域中最具活力和发展前程一种新产品。
智能温度传感器内部都包括温度传感器、A/D转换器、存储器（或寄存器）和接口电路。具备三个明显特点：第一；能输出温度数据及有关温度控制量，适配各种微控制器；第二；能以最简方式构成高性能、多功能智能化温度测控系统；第三；它是在硬件基本上通过软件来实现测试功能。
3.1.2 惯用温度传感器简介
在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用较多式接触式传感器，非接触式传感器普通在比较特殊场合才使用。这里简介接触式温度传感器。
当前在工业生产和科学研究工作中得到广泛使用接触式温度传感器重要有热电式传感器，它是运用转换元件电磁参数随温度变化特性，对温度和与温度关于参量进行检测装置，其中将温度变化转换为电阻变化称热电阻传感器，金属热电阻式传感器简称热电阻，半导体热电阻式传感器简称热敏电阻，将温度变化转换为电动势变化称为热电偶传感器。
热电阻传感器按热电阻性质分，可分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。前者普通称为热电阻，后者称为热敏电阻。测量温度所用热电阻材料必要具备如下特点：①大电阻温度系数，以便提高热电阻敏捷度；②大电阻率，以便在相似敏捷度下减少电阻尺寸；③小热容量，以提高热电阻响应速度；④在整个测温范畴内，具备稳定物理－化学性能，以保证测量精确性；⑤电阻与温度关系必要有线性或接近线性，以便于实现高精度测量；⑥良好工艺性，以便于减少成本、批量生产。
依照对材料特性规定及金属材料性能，当前最广泛使用热电阻材料是铜和铂。此外随着低温和超低温测量技术发展，已开始使用铟、锰、碳等作为热电阻材料。工业用热电阻式温度传感器重要由感温元件、连接用内引线、保护管、绝缘管、接线盒等构成。
热电偶传感器是当前接触式测温中应用十分广泛热电偶传感器，在工业用温度传感器中占有极其重要地位。它具备构造简朴、制造以便、测温范畴宽、热惯性小、精确度高、输出信号便于远传等长处。国际电工委员会（IEC）推荐了八种类型热电偶作为原则化热电偶，惯用热电偶有铜－康铜热电偶、镍铬－康铜热电偶、镍铬－镍硅热电偶、铂铑－铂热电偶、铂铑30－铂铑热电偶，各种不同材料热电偶适合不同测温范畴场合。热电偶使用温度与线径关于，线径越粗使用温度越高。热电偶按其自身构造划分为普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热电偶、表面热电偶、浸入式热电偶等。热电偶使用误差重要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用仪表误差等。每一种热电偶均有一种代号和分度号，以便选取和配备二次仪表。
下面再简朴简介一下非接触式温度传感器，非接触式温度传感器重要式被测物体通过热辐射能量来反映物体温度高低，这种测温办法可避免与高温被测物体接触，测温不破坏温度场，测温范畴宽，精度高，反映速度快，既可测量近距离小目的温度，又可测量远距离大面积目的温度。当前运用受限重要因素一是价格相对较贵，二是非接触式温度传感器输出同样存在非线性问题，并且其输出受与被测量物体距离、环境温度等其他因素影响。
3.1.3 温度传感器选取
本系统核心问题之一是温度传感器拟定，当前国际上新型传感器正从模仿式向数字式、由集成化向智能化和网络化方向发展。但是智能温度传感器测温范畴达不到工业现场规定。由于本测量系统规定测量范畴为－50～＋600℃，测量精度为±1℃，综合价格及后续电路决定采用K型热电偶作为本系统温度传感器。K型热电偶适应氧化环境及线性度好，适应热加工工业环境，考虑到在实际热电偶测量中必要进行基本结点温度补偿和热电势放大等工作，否则会导致很大误差，咱们就采用AD595芯片来解决这些问题。
3.2 信号调理电路设计
信号调理电路作用是将温度传感器采集薄弱温度信号放大整形，并将其转换成相应稳定模仿电压信号（0～5V），作为本系统，由于温度传感器是K型热电偶，因而调理电路完毕是如何将与温度关于电阻信号变换为能被A/D转换器接受电压信号。
3.2.1 信号调理电路设计

图3－1 信号调理电路
八个通道K分度号热电偶将温度信号转换成mV级电压信号输入给采集仪。信号调理电路涉及多路切换电路和热电偶信号调理专用电路AD595。在实际热电偶测温中，必要进行冷端补偿、调零、电压放大和线性化等比较繁琐工作，否则会导致很大误差。AD595是AD公司针对上述问题设计专用芯片，内部具备放大、冷端补偿、冰点基准、温差电偶故障报警等电路。被测温度与AD595输出电压关系是10mV/℃，芯片在+5V~+30V范畴内都可正常工作。随所测温度量程增大，电源电压应相应提高。图3－1是模仿开关电路CD4051与AD595构成信号调理电路。需注意是，AD595第1脚规定接热电偶正极且接地，模仿开关切换是各热电偶负极。
AD5957脚是负电源端，由于不测0℃如下温度，不用负压供电，因此7脚可接地。AD59512、13脚是热偶故障报警电路输出端，13脚接地后，集电极开路12脚接上拉电阻。热偶正常时输出高电平，断偶故障时输出低电平。将这个逻辑电平引入单片机，用于对14脚热偶电压对的判断。
3.3 芯片选取
用微型计算机渗入到测试领域并得到充分发挥，是当代测试技术发展趋势，也是当前作为智能仪表设计普通办法，当前市场上单片机从数据总线宽度来分重要有8位机、16位机、32位机，其中32位单片机近年来在信号分析与解决、语言解决、数字图像解决等数字信号解决运用领域得到广泛运用，但在工业测控现场，占主导地位还是8位机和16位机，对本课题涉及温度测量，运用单片机重要目是构成一种具备一定判断、运算能力以及具备存储、显示、通信等功能智能测量仪表，它所解决信息量和复杂限度由于是温度，因此用8位机就可以了。当前，生产单片机厂商有诸多，特别是近年来微电子技术、计算机技术飞速发展，比较知名公司有Intel、Philps、Microchip、Motorla、Zilog、Atmel等半导体公司。
在上述知名半导体公司产品中，特别在工业测控场合，运用较多是Intel公司MCS-51系列单片机。MCS-51系列单片机是8位增强型，其重要技术特性是为单片机配备了完善外部并行总线和具备多级辨认功能串行通讯接口（UART），规范了功能单元SFR控制模式及适应性控制器特点布尔解决系统和指令系统。由于单片机具备较高性能比，国内尤以MCS-51系列单片机应用最为广泛，易于开发、使用灵活、并且体积小、抗干扰能力强，种类众多支持芯片、较为丰富软件资源，可以工作于各种恶劣条件下，工作稳定等特点。重要是考虑到本系统需要以及本人对芯片熟悉限度，因而选取MCS-51系列8031单片机作为本系统CPU。
下面简朴简介一下8031特性：
MCS-51单片机8031采用40引脚双列直插封装（DIP）形式，
如图3－2所示：
8031片内无程序存储器，只有128字节数据存储器，与常用微机配备方式不同，数据存储器和程序存储器是分开，各有自己寻址系统，控制信号和功能。片内RAM和ROM最多可以扩展64K字节数据和程序存储器空间。
8031是高性能八位单片机，体积小、功能强、硬件电路简朴、编程容易、应用以便，选用8031单片机完全可以达到温度检测系统技术规定。

图3－2 8031引脚图
（1）程序存储器
8031是片内不带ROM程序存储器单片机，需在外部扩展程序存储器。在选取外部程序存储器电路时，考虑如下两个方面：（a）温度监测系统实时数据和应用程序容量；(b)电路读取速度和8031PSEN 信号匹配。
采用12MHZ主振8031单片机PSEN信号宽230ns， EOROM2764芯片读出时间为200ns，系统中应用程序需容量小，因此扩展一片 EPROM2764芯片(8KB)作为程序存储器。
8031单片机引脚EA（程序存储器选取信号输入线）接地，使CPU在取指令周期只能从外部程序存储器中读取指令字节。引脚PSEN是8031对外部程序存储器选通信号输出线仅当CPU访问外部程序存储器时PSEN才被激活输出负脉冲。P0口（8031准双向I/O口）转为输入状态，接受外部程序存储器指令字节。74LS373锁存器构成外部程序存储器接口逻辑电路。
（2） 数据存储器
数据存储器用于存储现场原始数据、运算成果等，因此外部数据存储器应能随机读写。电气设备温度监测过程中所需数据少，并且8031内部已有128个字节RAM因此只需扩展一片静态RAM6116芯片（2K×8），静态RAM6116地址高八位A8～A15接8031P2口（8031准双向I/O口），低八位地址A0～A7接地址锁存器（74LS373）输出端，读写控制信号分别接8031RD、WE。
8031管脚定义：
一种8位CPU
一种片内振荡器及时钟电路
128字节RAM数据存储器
两个16位定期器/计数器
可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储空间控制电路
32条可编程I/O线（四个8位并行I/O端口）
一种可编程全双工串行口
具备五个中断源，两个优先级嵌套中断构造
时钟频率：1.2MHZ～12MHZ
3.4 CD4051多路开关
由于计算机在任一时刻只能接受一路模仿量信号采集输入，当有多路模仿量信号时需通过模仿转换开关，按一定顺序选用其中一路进行采集。普通多路转换开关（AMUX）有2n个输入端，N个控制选取端，一种控制端。对N个控制选取端（即地址）进行译码，选中某一种开关闭合。AUMX普通性能规定是开关通导电阻小，断开电阻无穷大，转换速度快等。
CD4051是微机控制系统中广泛使用模仿开关直流供电电源为VDD＝＋5V～＋15V，输入电压UIN＝0～VDD，它所能传送数字信号电位变化范畴为3～15V模仿信号峰峰值为15V，当VEE接负电源时，正负模仿电压均可通过。接通电阻小，普通不大于80，断开电阻高，在VDD－VEE＝10V时，通过泄漏电流典型值为±10nA（典型）。IN/OUT
模仿多路转换器作用是用来接通或断开模仿信号。在实际系统
应用中，对其规定是：接通时，接触电阻小，以减少开关压降，精密传送信号；断开时，截至电阻极大，可靠断开与其他电路联系；动作速度快、驱动功率小；使用寿命长。
CD4051引脚图如下图3－3 所示：

IN/OUT 4 1 16
6 2 15 2
OUT/IN 3 14 1 IN/OUT
IN/OUT 7 4 CD4051 13 0
5 5 12 3
INH 6 11 A
VEE 7 10 B
VSS 8 9 C
图3－3 CD4051引脚图
3.5 A/D转换器选取及其接口设计
在本温度监测系统中，采集到温度信号通过调理电路放大整形后转换成相应稳定模仿电压信号，但是系统智能核心8031单片机不能辨认模仿电压信号，它只能解决数字信号，因此要通过A/D转换器将模仿信号转换成数字信号。
A/D转换器应用范畴极广，品种及类型诸多。依照A/D电路工作原理可分为如下几大类型：双积分型A/D转换器，普通具备精度高、抗干扰性好、价格便宜等长处，但转换速度慢，广泛用于数字仪表；逐次逼近比较型A/D转换器，在精度、速度和价格上都适中；并行A/D转换器，就是一种采用编码技术实现高速A/D转换器。A/D转换器重要技术参数有辨别率、量程、转换精度、转换时间、工作温度范畴。但是最重要两个技术指标恐怕是转换工作温度范畴以及转换精度。由于A/D转换器位数拟定与整个测量控制系统所要测量控制范畴和精度关于。实际选用A/D转换器位数应当与其她环节所能达到精度相适应，只要不低于它们就可以了。对于A/D转换器位数此外一点考虑是如果微解决机是8位，则采用8位如下A/D转换器，其接口电路最为简朴，由于绝大多数A/D转换器数据输出均有TTL电平，并且数据输出寄存器具备可控三态输出功能，可直接挂在数据总线上，当采用8位以上A/D转换器时，就要加缓冲器接口，数据要分两次读出。
由于温度监测系统采用微解决机是8位8031单片机，考虑到为使接口电路尽量简朴，因此选取8位A/D转换器，再考虑到本系统测量路数是8路。而8位A/D转换器中ADC0809内部除了A/D转换电路外，尚有一种8路模仿开关，其作用可依照地址译码信号来选取8路模仿输入，是8路模仿输入共用一种A/D转换器进行转换。无论在与CPU接口简化、匹配，还是价格因素上，ADC0809均有很明显优势。因而本系统中，选用该芯片作为A/D转换器件，下面对改器件作简朴简介。
3.5.1 ADC0809简介
ADC0809是采用CMOS工艺制造双列直插式单片8位逐次逼近式A/D转换器，辨别率8位，精度7位，其内部有一种8位“三态输出锁存器”可以锁存A/D转换后数字量，故它自身既可以看作一种输入设备，也可以以为式并行I/O接口芯片。因此ADC0809可以和微机直接接口，也可以通过像8155这样其她接口芯片连接。大多数状况下，8031 是和ADC0809直接相连。
1）ADC0809重要特点
8位辨别率A/D转换器
每个通道转换时间大概100～110s
8个模仿输入通道
最大可调节误差±LSB
启动信号为脉冲启动方式
工作温度范畴为－40℃～＋85℃
功耗为15mw
输入电压范畴为0～5V单一＋5V电源供电
片内系统时钟
2）ADC0809引脚功能

ADC0809 引脚图如下图3－4所示：
图3－4 ADC0809管脚图
ADC0809引脚功能简介如下：
IN0～IN7：８路输入通道模仿量输入端。
A、B、C：３位地址输入，２个地址输入端不同组合选取八路模仿量输入。
ALE：地址锁存启动信号，在ALE上升沿，将地址选取信号A、B、C上通道地址锁存到内部地址锁存器。
START：启动A/D转换器控制信号，输入，上升沿有效。当START为正脉冲，便及时启动A/D转换器，同步使EOC变为低电平。
EOC： A/D转换结束信号，高电平有效，当EOC上升为高电平时，表白内部A/D转换已完毕。
OE：输出容许控制端，高电平有效。该端由低电平变为高电平时，打开三态输出缓冲器，输出转换成果。
 UREF(+)和UREF(-)：参照电压正端和负端。
CLK:时钟输入信号，0809时钟频率范畴在10～1200kHz，典型值为640kHz。
Vcc：芯片工作电压。
3.5.2 ADC0809工作原理
要对的运用ADC0809，就必要简朴理解ADC0809数据输入格式和工作时序。
ADC0809原理框图如下图3－5所示：

图3－5 ADC0809原理框图
1）据输入格式
ADDA、ADDB和ADDC为ADC08098位模仿开关3位地址选通输入端，用于选取IN0～IN7上哪一路模仿电压送给比较器进行A/D转换，其相应关系如表3－2所示：
表3－2 地址码与输入通道相应关系
地址码

相应输入通道
C
B
A
0
0
0
INT0
0
0
1
INT1
0
1
0
INT2
0
1
1
INT3
1
0
0
INT4
1
0
1
INT5
1
1
0
INT6
1
1
1
INT7
2）ADC0809工作时序
ADC0809所需时钟信号可以由8031ALE信号提供。8031ALE信号普通使每个机器周期浮现两次，故它频率是单片机时钟频率1/6。本系统8031主频是6MHZ，使8031ALE上信号通过2分频后接到ADC0809CLOCK输入端，就可获得500KHZ A/D转换脉冲，固然ALE上脉冲会在MOVEX指令每个机器周期少浮现一次，但普通状况下影响不大。
ADC0809时序图为：
t:最小起动脉宽，典型值为100ns，最大值为200ns；
t:最小ALE脉宽，典型值为100ns，最大值为200ns；
t:模仿开关延时，典型值为1s，最大值为2.5s；
t:转换时间，当f=640KHZ时，典型值为100s，最大值为116s；
t:转换结束延时，最大位8个时钟周期加2s；

图3－6 ADC0809时序图

3.5.3 ADC0809与8031接口
本系统虽然是多路系统，但是由于采用是公共放大器，因而温度信号切换已经在前面，因此本系统中进入ADC0809信号事实上只有一路。ADC0809与8031硬件接口由三种方式：查询方式、中断方式和等待延时方式。由于查询方式程序设计简朴且实时性较强，因此在本系统中，咱们采用查询方式。
在查询方式下ADC0809与8031硬件接口如图3－7所示：

图3－7 查询方式下ADC0809与8031接口
如上图，8031通过地址线P2.5和读写控制线RD、WR来控制转换器模仿输入通道地址锁存、启动和输出容许。当P2.5＝0和WR＝0时，8031可使ALE和START变为高电平而启动ADC0809工作；当P2.5＝0和RD＝0时，8031可以从ADC0809接受A/D转换后数字量。这就是说：ADC0809可以视为8031一种外部RAM单元，地址为03F8H(由很大地址重叠范畴，由0000 0011 1111 1000B拟定)，因而，8031执行如下程序可以启动ADC0809工作。