LM35的溫度測(cè)量系統(tǒng)本文介紹了一種溫度傳感器選用LM35、單片機(jī)選用AT89C520～99℃，可以準(zhǔn)確到一位小數(shù)，可適用于工業(yè)場(chǎng)合及日常生活中。系統(tǒng)構(gòu)造本測(cè)溫系統(tǒng)由溫度傳感器電路、信號(hào)放大電路、A／D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)系統(tǒng)、溫度顯示系統(tǒng)構(gòu)成。其根本工作原理：溫度傳感器A／D轉(zhuǎn)換電路，把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送給單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)依據(jù)顯示需要對(duì)數(shù)字量進(jìn)展處理，再送溫度顯示系統(tǒng)進(jìn)展顯示。硬件電路設(shè)計(jì)溫度傳感器電路NSLM3且無(wú)需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以供給±1／4℃的常用的室溫精度。LM35的輸出電壓與攝氏溫度的線形關(guān)系可用下面公式表示，00V110mV。其電源供給34所示。正負(fù)雙電源的供電模式可供給負(fù)溫度的測(cè)量，單電源模式在25℃下50mA，格外省電。本系統(tǒng)承受的是單電源模式。信號(hào)放大電路LM350～0.99A／DA／D轉(zhuǎn)換則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量太小、精度低。系統(tǒng)中選用通用型放大器μA741對(duì)LM35輸出的電5倍，電路圖5所示。A／D轉(zhuǎn)換電路A／D8AD轉(zhuǎn)換器ADC0809。ADC0809是CMOSA／D8路模擬量輸入，5中運(yùn)算放大器的輸出電壓VADC0809IN0。單片機(jī)AT89C52ADC0809的開(kāi)頭A／D8位數(shù)字量至單片機(jī)進(jìn)展處理。單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)選用的是ATMEL公司的AT89C52，主要完成對(duì)A／DADC0809供給工作時(shí)鐘。同時(shí)AT89C5274LS373，對(duì)AT89C52的P0口的地址信號(hào)進(jìn)展鎖存。74LS373的Q2，Q1，Q0ADC0809的C，B，AAT89C523MHz，則其ALE引腳的輸出頻率為0.5MHz，小于ADC0809的時(shí)鐘頻率最高值640kHz，正好為其供給工作時(shí)鐘。其具體連接電路如圖2所示，單片機(jī)的晶振電路及復(fù)位電路較簡(jiǎn)潔，圖中未給出。溫度顯示系統(tǒng)8255AA，B，C38LED顯示器來(lái)實(shí)現(xiàn)。AT89C52的P2.6825574LS373QQ68255的A1A08255CBF3FHBF7F，BFBFH，BFFFH。AT89C528255，并由AT89C528255編程掌握其A，B，C端口輸出高電平或低8LED顯示器顯示實(shí)際溫度。8LED顯示器選用共陽(yáng)極，8255A，B，C8LED顯示器之間接限2PA口，PB，PC口的接法類似。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51匯編語(yǔ)言編程，承受模塊化構(gòu)造，主要由A／D轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理模塊、溫度顯示模塊等3局部構(gòu)成，便于修改和維護(hù)。A／D轉(zhuǎn)換模塊3種軟件編程方式：程序查詢方式，延時(shí)方式和中斷方式。本系統(tǒng)承受延時(shí)方式。延時(shí)程序?qū)嶋H上是無(wú)條件傳送I／O方式，當(dāng)向A／D轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動(dòng)命令后，即進(jìn)展軟件延時(shí)，延時(shí)時(shí)間稍大于進(jìn)展A／DA／D轉(zhuǎn)換器的輸出緩沖器讀數(shù)即為轉(zhuǎn)換好的數(shù)字量。A／D64個(gè)時(shí)鐘周ADC0809500kHzA／D128μs160μs。程序段如下：8次采樣平均值的方法以消退干擾。單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理模塊系統(tǒng)通過(guò)ADC0809轉(zhuǎn)換的數(shù)字量是與實(shí)際溫度成正比的數(shù)字量，但系統(tǒng)最終顯示的是實(shí)際溫度值，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展處理再8255LED顯示。T，A／DX，則有：VOUT=0.01V／℃×T℃VOUTLM35μA741的輸入電壓，μA741V1μA7415，則有：V1=5×VOUT=0.05×T依據(jù)系統(tǒng)設(shè)置，溫度傳感器輸出電壓0～5V對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量0～255，則有：0.05T／5=X／255可以近似寫(xiě)為：0.05T／5=X／2562568位來(lái)實(shí)現(xiàn)，編程較簡(jiǎn)潔。由此可以得出XT的關(guān)系：T=100×X／256程序段如下：溫度顯示模塊825533LED上顯示，8255A，B，C0，輸出。40H，41H，42HA，B，C口輸出即可。結(jié)語(yǔ)該測(cè)溫系統(tǒng)經(jīng)過(guò)屢次測(cè)試，工作穩(wěn)定牢靠，體積小、集成度高、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短、抗干擾力量強(qiáng)等特點(diǎn)。此外該系統(tǒng)本錢低廉，器件均為常規(guī)元件，有很高的工程價(jià)值。如稍加改動(dòng)，該系統(tǒng)可以很便利地?cái)U(kuò)展為集溫度測(cè)量、掌握為一體的產(chǎn)品，具有肯定工程應(yīng)用價(jià)值。如對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展，還可以實(shí)現(xiàn)利用USBPC機(jī)進(jìn)展數(shù)據(jù)通信，能夠把監(jiān)測(cè)到的溫度值保存PC機(jī)中。lm35溫度傳感器LM35LM35是由NationalSemiconductor所生產(chǎn)的溫度傳感器，其輸出電壓與攝氏溫標(biāo)呈線性關(guān)系，轉(zhuǎn)換公式如式，0時(shí)輸出為0V1℃，輸出電壓增加10mV。LM35LM35不需要額外的校準(zhǔn)±1/4℃腳如下圖，正負(fù)雙電源的供電模式可供給負(fù)溫度的量測(cè)；兩種接法的靜止電流-溫度關(guān)系如圖所示，在靜止溫度中自熱效應(yīng)低(0.08℃)，單電源模式在25℃下靜止電流約50μA，4—20VTO-92封裝引腳圖 SO-8ICTO-46圖 TO-220塑料封裝引腳圖單電源模式正負(fù)雙電源模式35V-0.2V6V-1.0V10mA指定工作溫度范圍LM35A -55℃to+150℃LM35C,LM35CA -40℃to+110℃LM35D 0℃to+100℃封裝形式與型號(hào)關(guān)系TO-46金屬罐形封裝引腳圖 LM35H,LM35AH,LM35CH,LM35CAH,LM35DHTO-220TO-92SO-8IC

LM35DTLM35CZ,LM35CAZLM35DZLM35DMElectricalCharacteristics電氣特性(注1,6〕LM35A

LM35CAParameter

Conditions

TestedDesign TestedDesignLimitLimit LimitLimitTypical Typical

Units(Max.)條件 典型

測(cè)試極設(shè)計(jì)極

測(cè)試設(shè)計(jì)極單位限(注限(注 極限限(注4)5)4)5)TA=+25℃±0.2±0.5- ±0.2±0.5-℃Accuracy精度TA=10℃±0.3-- ±0.3-±1.0℃〔7〕TA=TMAX±0.4±1.0- ±0.4±1.0-℃TA=TMIN±0.4±1.0- ±0.4-±1.5℃Nonlinearity非線性(注8)TMIN≤TA≤TMAX±0.18-±0.35±0.15-±0.3℃SensorGain(AverageSlope)平均斜TMIN≤TA≤TMAX+10.0- -+9.9,+10.1- +10.0- ---+9.9+10.1mV/℃率LoadRegulation率LoadRegulation負(fù)載調(diào)TA=+25℃ ±0.4±1.0- ±0.4±1.0-mV/mA節(jié)(注3)0≤IL≤1mA TMIN≤TA≤TMAX±0.5- ±3.0±0.5- ±3.0mV/mALine TA=+25℃ ±0.01±0.05 ±0.01±0.05-mV/VRegulation 線4V≤VS≤30V±0.02-±0.1±0.02±0.1mV/VVS=+5V,+25℃5667-5667-μAQuiescentVS=+5V105-13191-114μACurrent 靜態(tài)電流VS=+30V,+25℃56.26856.268-μAVS=+30V105.513391.5-116μAChangeofQuiescent 4V≤VS≤30V,0.21.0-0.21.0-μACurrent變化靜態(tài)電流+25℃(注3) 4V≤VS≤30VTemperature0.5-2.00.52.0μACoefficientof-+0.39-+0.5+0.39-+0.5μA/℃9)QuiescentCurrent電流/溫度系數(shù)MinimumTemperaturefor

IncircuitofRatedAccuracy最低溫 +1.5 Figure1,IL=0

+2.0+1.5 - +2.0℃LongTermStability長(zhǎng)TJ=TMAX,for期穩(wěn)定性 1000hours

±0.08-

- ±0.08- - ℃ElectricalCharacteristics電氣特性(注1,6〕LM35LimitLimitParameter參數(shù)ConditionsTypical測(cè)試 設(shè)計(jì)極限極限極限極限極限極限4)5)4)5)TA=+25℃ ±0.4±1.0-±0.4±1.0-℃TA=10℃ ±0.5--±0.5-±1.5℃TA=TMAX ±0.8±1.5-±0.8-±1.5℃TA=TMIN ±0.8-±1.5±0.8-±2.0℃TA=+25℃TA=TMAX -±0.6±1.5±0.9--±2.0℃℃TA=TMIN±0.9-±2.0℃TMIN≤TA≤TMAX±0.3-±0.5±0.2-±0.5℃+10.0+9.8,-+10.0-+9.8,

LM35C,LM35DLimitLimitTypical測(cè)試 設(shè)計(jì)典型

Units(Max)單位Accuracy,精度LM35,LM35C(注7)Accuracy,LM35D7)Nonlinearity非8)SensorGain器增益(AverageTMIN≤TA≤TMAX-Slope)平均斜率

+10.2-

- -

mV/℃±0.4±2.0-±0.4±2.0-±0.4±2.0-±0.4±2.0-mV/mA±0.5-±5.0±0.5-±5.0mV/mA±0.01±0.1-±0.01±0.1-mV/V±0.02-±0.2±0.02-±0.2mV/V5680-5680-μA105-15891-138μA56.282-56.282-μA105.5-16191.5-141μA0.22.0-0.22.0-μA0.5-3.00.5-3.0μA+0.39-+0.7+0.39-+0.7μA/℃+1.5-+2.0+1.5-+2.0℃負(fù)載調(diào)整(注3)0≤IL≤1mA

TMIN≤TA≤TMAXLineRegulationTA=+25℃線路調(diào)整(注3) 4V≤VS≤30VVS=+5V,+25℃QuiescentCurrent9)ChangeofQuiescentCurrent變化靜態(tài)電流(注3)TemperatureCoefficientofQuiescentCurrent靜態(tài)電流溫度系數(shù)MinimumTemperatureforRatedAccuracy度LongTermStability穩(wěn)定性

VS=+5VVS=+30V,+25℃VS=+30V4V≤VS≤30V,+25℃4V≤VS≤30V-IncircuitofFigure1,IL=0TJ=TMAX,for1000hours

±0.08- - ±0.08- - ℃1:Unlessotherwise注d,thesespecificationsapply:?55℃≤TJ≤+150℃fortheLM35andLM35A;?40°≤TJ≤+110℃fortheLM35CandLM35CA;and0°≤TJ≤+100℃fortheLM35D.VS=+5VdcandILOAD=50μA,inthecircuitofFigure2.Thesespecificationsalsoapplyfrom+2℃toTMAXinthecircuitofFigure1.Specificationsinboldfaceapplyoverthefullratedtemperaturerange.2:ThermalresistanceoftheTO-46packageis400℃/W,junctiontoambient,and24℃/Wjunctiontocase.ThermalresistanceoftheTO-92packageis180℃/Wjunctiontoambient.Thermalresistanceofthesmalloutlinemoldedpackageis220℃/Wjunctiontoambient.ThermalresistanceoftheTO-220packageis90℃/Wjunctiontoambient.ForadditionalthermalresistanceinformationseetableintheApplicationssection.3:Regulationismeasuredatconstantjunctiontemperature,usingpulsetestingwithalowdutycycle.Changesinoutputduetoheatingeffectscanbecomputedbymultiplyingtheinternaldissipationbythethermalresistance.4:TestedLimitsareguaranteedand100%testedinproduction.5:DesignLimitsareguaranteed(butnot100%productiontested)overtheindicatedtemperatureandsupplyvoltageranges.Theselimitsarenotusedtocalculateoutgoingqualitylevels.6:Specificationsinboldfaceapplyoverthefullratedtemperaturerange.7:Accuracyisdefinedastheerrorbetweentheoutputvoltageand10mv/℃timesthedevice’scasetemperature,atspecifiedconditionsofvoltage,current,andtemperature(expressedin℃).8:Nonlinearityisdefinedasthedeviationoftheoutput-voltage-versus-temperaturecurvefromthebest