數位溫度計

組員 :周孟儒 99712036 李忠柏 99712092

一、前言日常所使用的溫度計都是水銀的製品，水銀溫度計所顯示的溫度是以類比方式呈現，外觀是玻璃管，所以眼睛視點的高低，所看到的溫度皆會產生誤差，然而水銀溫度計會造成環境汙染，個人使用上的缺失，也會造成水銀中毒的危險，所以歐美等先進國家都已經開始禁用水銀溫度計，取而代之的就是電子式溫度計，電子式溫度計有易讀、快速、準確和便宜等優點。

一、前言日常所使用的溫度計都是水銀的製品，水銀溫度計所顯示的溫度是以類比方式呈現，外觀是玻璃管，所以眼睛視點的高低，所看到的溫度皆會產生誤差，然而水銀溫度計會造成環境汙染，個人使用上的缺失，也會造成水銀中毒的危險，所以歐美等先進國家都已經開始禁用水銀溫度計，取而代之的就是電子式溫度計，電子式溫度計有易讀、快速、準確和便宜等優點。

本專題以 8051 IC 為主控器，運用了組合語言編輯及模擬。設計成數位溫度計，以模擬單晶片配合 AD590 與類比轉數位 IC ADC0804 組合成可感測 0℃ 至100℃ 每 1℃ 為一個解析度的感測電路﹐並由七段顯示器顯示 [1] 。

本專題用到的 ADC0804 是一個 8 位元 A/D 轉換器以及微處理機兼容的控制邏輯的 CMOS 組件， 它是漸進式 A/D 轉換器，與單晶片直接相接。

AD0804 為 8 bitA/D 轉換器以 ADC 輸入範圍為 0V 到 +5V 而且 8 bit ADC 轉換出 256 階，零刻度就是 0V ，滿刻度就是 +5V ， 256 個階就是從零刻度到滿刻度共有 256 段的分割，所以每一段是 (+5V-0V)/256=19.53mV[2] ，則其 LSB 的值為 19.53mV 。在 ADC0804 的 IN6(+) 接腳的部分接上 AD590 串接 10K 歐姆。將電壓引入 IN6(+) 接腳。我們知道 AD590 溫度範圍為 -55℃ ～ +150℃ ，其電阻值隨溫度上升而下降，改變其本身電阻大小。電源電壓在Ｖ cc=0Volt~5Volt 之間時，其電流將隨溫度大小而產生線性變化， AD590 的溫度感測能力是以溫度每次升高 1℃ 增加 1μA 的電流量，而 0℃ 時 (等於273μA) ，則輸出電流量 273μA 該電流量流入 10k 歐姆後，將會產生273μA*10k 歐姆 = 2.73V 電壓至 IN6(+) 接腳。經過 10K_ 之後採樣到電壓變化在 2.182V 到 4.232V 之間，不超過 5V 電壓所表示的範圍 [2] 。 AD590 温度與電流的關係如表 1 所示 [3] 。

以圖 2 電路圖為例 [4] ，該電流量流入 10K 歐姆後， 將會產生273μAX10k 歐姆 =2.73V 電壓至 IN6(+) 接腳 [4] 。所以對量測的溫度是幾度 C ，可以下列公式得到 [4]℃ = ((ADC0804 的 DB7~DB0 的轉換值 )x0.02-2.73)/10mV=(ADC0804 的 DB7~DB0 的轉換值 )x 2 – 273例如讀取到的轉換值是 186 ，則溫度會為 (ADC0804 的 DB7~DB0 的轉換值 )x 2 –273= (186)*2 – 273 = 99℃ 。

當送上電源， 按下 RESET ， 讓 AD590 感測目前常溫所顯示的溫度值與類比溫度計作為比較， 溫度誤差值小於 2 度，如圖 3 。

使用電烙鐵加熱 ADC590 讓 AD590 感測所加熱的溫度值，如圖 4 。該溫度計感測電路與程式最高解析度為 0.2 度， 在 AD590 上的溫度變化無法迅速改變。

至七段顯示器上的數值， 需經過幾秒溫度才會升高， 最高溫度升高至102℃ 便無法在上升， 如圖 5 ； 本電路之線路圖， 如圖 6 。