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。 前言 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。
二、工作原理 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Ｖcc=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 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℃。
四、實測結果 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。