基于AT89C51和LM35的摄氏温度计
本文展示了使用LM35温度传感器和AT89C51单片机设计、开发和操作摄氏温度计的过程。该电路包含模拟温度传感器LM35，其优势在于能够直接输出与摄氏温度成正比的信号，无需校准。
本项目还包含一个8位模数转换器（ADC0804），它采用逐次逼近转换技术。ADC0804由单片机控制，单片机处理其输出，以在LCD显示屏上显示摄氏温度读数。本文详细介绍了单片机程序、电路设计和电路操作。
1. 基于AT89C51和LM35的摄氏温度计
1.1 电路原理
该电路基于模数转换原理工作。温度由模拟温度传感器（LM35）感应，该模拟值通过模数转换器（ADC0804）转换为数字值。单片机（AT89C51）随后处理数字信号，以在显示屏（16×2 LCD）上显示摄氏温度读数。
1.2 摄氏温度计电路图
1.3 所需元件
- 8051单片机（AT89C51）
- 8051开发板
- 8051编程器
- 16 × 2 LCD显示屏
- 10KΩ电位器
- ADC0804 - ADC芯片
- 10KΩ电阻（1/4瓦）
- 150pF陶瓷电容 - 编码：151
- LM35 - 温度传感器
- 连接线
- 电源
- Keil µVision IDE
- Willar软件
- 如果没有8051开发板，你可能需要以下元件：
- 11.0592 MHz石英晶体
- 2 × 33pF电容
- 2 × 10KΩ电阻（1/4瓦）
- 10µF电容（有极性）
- 按钮
1.4 摄氏温度计电路设计
电路设计主要涉及单片机电路的设计，以及将ADC、LM35和LCD与AT89C51单片机的接口设计。
1.4.1 单片机电路设计
振荡器电路：振荡器电路由一个11.0592 MHz的石英晶体振荡器和两个33pF的陶瓷电容组成，以确保稳定性。
复位电路：复位电路使用一个按钮、一个10KΩ的电阻和一个10µF的电解电容设计，以确保复位脉冲宽度为100ms，复位电压为1.2V。
EA引脚：由于我们没有使用外部存储器，EA引脚通过一个10KΩ的电阻拉高。
1.4.2 ADC和LM35的接口
LM35温度传感器IC和ADC0804 ADC IC构成了电路的输入部分。LM35有三个引脚：GND、VOUT和VS。LM35的VOUT连接到ADC0804 IC的模拟输入引脚VIN（+）（第6引脚）。
ADC0804的第20引脚（VCC）连接到+5V电源。ADC0804的第1、2、7、8和10引脚（CS'、RD'、VIN(-)、AGND和GND）连接到地。一个10KΩ的电阻连接在ADC0804的时钟引脚CLKR和CLKIN（第19和4引脚）之间。一个150pF的陶瓷电容连接在CLKIN（第4引脚）和地之间。第3和5引脚（WR'和INTR'）连接在一起。
ADC0804的8个数据输出引脚DB0 - DB7（第11至18引脚）连接到8051单片机的PORT2引脚。
1.4.3 LCD接口
RS、RW和EN引脚分别连接到端口引脚P3.6、GND和P3.7。数据引脚连接到单片机的PORT1。
2. 摄氏温度计电路的工作原理
环境温度由LM35温度传感器感应，该传感器产生与温度成正比的输出电压，每摄氏度变化10mV。这个模拟电压被送入模数转换器（ADC0804），它是一个基于逐次逼近转换原理的8位ADC。
模数转换器ADC0804被配置为连续读取输入模拟信号，并在其数字输出引脚上连续产生数字输出。为了使ADC0804能够连续读取模拟输入值，需要将INTR'引脚和WR'引脚连接在一起。此外，为了使ADC0804的数字输出引脚上连续提供数字数据，CS'和RD'引脚必须被拉低。
模数转换器连续从LM35获取模拟信号，并将其转换为数字值。ADC0804的数字输出以8位二进制数据的形式呈现，并且这些数据也是连续可用的。
8051单片机接收这些数字数据，并执行简单的数学计算。这个计算将从ADC0804接收到的数字数据转换为摄氏度温度。
现在，单片机将这些数据发送到LCD并显示。由于ADC连续从LM35温度传感器读取模拟数据，并通过数字引脚将其发送到单片机，温度将始终更新，并在LCD上显示。
2.1 编写摄氏温度计电路代码的算法步骤
以下是用C语言编写代码需要遵循的算法：
- 从ADC0804读取数据。
- 对接收到的数据进行简单的计算。
- 通过发送适当的命令初始化LCD。
- 将包含温度读数的数据发送到LCD。
2.2 摄氏温度计电路的应用
- 可用于移动场所，如汽车，以跟踪温度。
- 可用于根据温度控制负载（如电机、加热器）的开关。
- 可用于家庭中获取温度读数。
2.3 摄氏温度计电路的局限性
- 需要额外的模数转换。
- 该电路只能测量摄氏度值。