简单数字测温电路的设计

简单数字测温电路的设计
1温度信号采集
1.1桥电路原理
电桥是在工业测量过程中进行电阻一电压转换 的常用电路,具有结构简单及良好的动态品质特点,但存在的问题是桥臂电阻和电桥输出电压之间的非线性。如图1所示,R1 ,R2,Rx, R3, =R3//W1 构成桥电路。在桥臂电阻Rx 产生△R的变化时,电桥输出电压变化为△U,如式(1)所示:△u= 12[Rx/(R1+R二元二次方程的解法x)-R3,/(R2+R3uc3845,)]。 (1)
当R1=R2 ,Rx=R3,时△U=0。关键是R1,R2的选择对△U-Rx 的线性的影响比较大。其中Rx彩电视制式 为温度传感器,设其值变化范围为1OO~150 Ω。就R1 分别等于10 kΩ,1 kΩ,100Ω时的△U-Rx 曲线进行分析,如图2所示,可明显看出当R1 =10 kΩ时的△U-Rx 线性最好。但是当Rx 变化由l00~150Ω时△U的变化还不到0.06 V,如果R1 的值继续增大,线性将更好,但是△U的变化将更小,将使后面的放大电路放大倍数增大,增加放大电路的负担,使放大电路复杂。可见适当选择电桥的电阻很重要。
1.2放大芯片的选择
由于桥电路经过由电阻到电压输出的电压为毫伏级,而A/D转换器所能处理的电压是O~5 V,所以必须在A/D转换器前加入一个前置差动放大电路以实现电压的放大,根据式(1)可以计算出输出电压为O~O.058 V,故需要放大近100倍,使输出电压为0~5 V。此电路要求较高的抗干扰能力和共模抑制比,还要求高的输入阻抗,因此选用普通的放大芯片很难达到要求。例如:OP07,LM318等都不能满足要求,常见的三运放结构虽然能够达到要求,但是电路显得过于繁杂。基于以上考虑,本电路中选用AD公司的AD626,该芯片主要用于对大共模电压源的小差分信号进行放大和低通滤波。通过引脚选择增益1O或100,
在引脚7和模拟地之间串接1个固定电阻RH 和一个可调电阻RG,增益可在10~100 之间调整。
引脚见图3,增益调整见表1
1.3采用TLC549进行A/D转换电路
TLC549是以8位开关电容逐次逼近A/D转换器为基础而构造的CMOS A/D转换器。它们设计成通过三态数据输出和模拟输入与微处理器或外围设备串行接口,仅使用输入/输出时钟(I/O CLOCK)和芯片选择()输入作数据控制,使用很方便。电路图及芯片引脚功能见图4。
尾气处理
ANAL0G IN:模拟信号输入端,要求驱动源有不小于10 mA的电流驱动能力。
:片选端,低电平有效。
DATA OUT:转换数据输出端,片选无效时呈高阻态,片选有效时,在时钟I/O CLOCK的作用下,将数据从高位到低位依次输出。
I/O CLOCK:输入/输出时钟,下降沿输出数据,最大频率可达2.1 MHz。
本程序设计的不同之处是利用了位存储区2FH,将A/D转换结果的一位传到位存储区78H,然后执行RL指令,为下一个数据位空出位置,依次循环至全部数据传送完毕。传送部分程序如下。
AD_ZH:
CLR  P3.1  ;下降沿有效,开始传输数据
MOV  C.P3.0
MOV  78H,C  ;利用位存储区
SETB  P3.1
MOV  A,2FH
RL  A
MOV  2FH,A
2数据转换部分
因为只用了2个数码管,所以最高温度显示为99℃。8位精度A/D转换芯片的输人最高为11111111B,输人电压范围为0~5 V。故数据转换要求将O~11111111B转换到O~99,然后将个位和十位分别转换成和硬件电路相对应的BCD码储存在DISP0和DISP1两个位存储区单元中,在驱动数码管显示度数时用。
374HC595芯片驱动LED的电路
74HC595内含8位串人、串/并出移位寄存器 和8位三态输出锁存器。寄存器和锁存器分别有各自的时钟输人(SCK和RCK),都是上升沿有效。当SCK从低到高电平跳变时,串行输人数据(SER)移人寄存器;当RCK从低到高电平跳变时,寄存器的数据置人锁存器。清除端(SCLR)的低电平只对寄存器复位,而对锁存器无影响。当输出允许控制(G)为高电平时,并行输出(Qa~Qh)为高阻态,而串行输出(Oh)不受影响。
74HC595最多需要5根控制线,即SER,SCK,RCK,SCLR和G。数据从SER口送人74HC595,在每个SCK的上升沿,SER口上的数据移人寄存器,在SCK的第9个上升沿,数据开始从Oh移出。如果把第1个74HC595的Oh和第2个74HC595的SER相接,数据即移入第2个74HC595中。数据全部送完后,给RCK一个上升沿,寄存器中的数据即置入锁存器。此时如果G为低电平,数据即从并口Qa~Qh输出,把Qa~Qh与LED的8段相接,LED就可以实现显示了。改变G的占空比可实现软件改变LED的亮度。电路图见图5。 中担投资信用担保有限公司
用DISP0,DISP1两个连续的单元存放显示数据,将A/D转换程序用到位存储区,利用位
68H,在时钟的上升沿将数据传给寄存器,当所有数据传输完毕之后,执行SETB P1.5指令,使锁存器时钟拉高,数据由锁存器同时传出送给数码管显示。传送部分程序如下。
罗恩老师的奇迹教育DISPLAYSW:  ;显示十位
CLR  P1.6  ;寄存器时钟拉低
M0V  C,68H
MOV  P1.7,C
SETB  P1.6  ;上升沿数据传到寄存器
MOV  A,DISP0
RR  A
MOV  DISP0,A
显示个位与显示十位的程序基本相同。如果要求有更高位,此程序仍然适用。

本文发布于:2024-09-21 12:26:32,感谢您对本站的认可!

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标签:数据   电路   输出
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