毕业论文：基于pt100温度传感器课设

毕业论文：基于pt100温度传感器课设内容摘要：

的输出为 2V～ 5V TLC 只能转换 5V 这样 12 位的 AD 转换器的分辨率则大于题目的要求 01 因此我们必须将 100 欧姆以下的值通过偏置的方法将其减掉然后通过增加放大倍数来尽量提高分辨率这里我们设计的偏置电路同样见下图 24 所示这里设计的首级放大器的倍数是 20 倍而后级放大则为 4 倍合计的放大倍数为 80倍这样就完全满足设计分辨率的要求 5 图 24 放大电路 在我们所测控的信号中均是连续变化的物理量通常需要用计算机对这些信号进行处理则需要将其转换成数字量 AD 转换器就是为了将连续变化的模拟量转换成计算机能接受的数字量根据 AD转换器的工作原理常用的 AD转换器可分为两种双积分式 AD 转换器和逐次逼近式 AD 转换器 双积分 AD转换器工作原理双积分 AD转换器采用间接测量的方法它将被测电压转换成时间常数 T 双积分 AD 转换器由电子开关积分器比较器计数器和控制逻辑等部分组成 所谓双积分就是进行一次 AD转换需要两次积分电路先对被测的输入电压 Vx进行固定时间 T0 的正向积分然后控制逻辑将积分器的输入端通过电子开关接参考电压 Vr 由于参考电压与输入电压反向且参考电压值是恒定的所以反向积分的斜率是固定的从反向积分开始到结束对参考电压进行反向积分的时间 T 正比于输入电压输入电压越大反向积分时间越长用高频标准脉 冲计数测此时间即可得到相应于输入电压的数字量特点可以有效的消除干扰和电源噪声转换精度高但是转换速度慢 逐次逼近型 AD 转换器工作原理逐次逼近型 AD 转换器由 DA 转换环节比较环节和控制逻辑等几部分组成 其转换原理为 AD转换器将一待转换的模拟输入电压 Ui与一个预先设定的电压 Ui 预定的电压由逐次逼近型 AD 转换器中的 DA 输出获得电压相比较根据预设的电压 Ui 是大于还是小于待转换成的模拟输入电压 Uin 来决定当前转换的数字量是 0 还是 1 据此逐位比较以便使转换结果相应的数字量逐渐与模拟输入电压相对应的数字量接近 在本设计系 统中为了将模拟量温度转换成数字量采用德州仪器公司生产的12 位开关电容型逐次逼近模数转换器 TLC2543 它具有三个控制输入端采用简单的 3 线 SPI 串行接口可方便地与微机进行连接是 12 位数据采集系统的最佳选择器件之一 TLC2543 与外围电路的连线简单三个控制输入端为 CS 片选 输入输出时钟 IOCLOCK 以及串行数据输入端 DATAINPUT 片内的 14 通道多路器可以选择 11 个输入中的任何一个或 3 个内部自测试电压中的一个采样－保持是自动的转换结束 EOC 输出变高 TLC2543 的主要特性 1 11 个模拟输入通道 2 66ksps 的采样速率 3 最大转换时间为 10μ s 4 SPI 串行接口 5 线性度误差最大为177。 1LSB 6 低供电电流 1mA 典型值 7 掉电模式电流为 4μ ATLC2543 的引脚排列如图所示 图 25 TLC2543 的引脚 AIN0～ AIN10模拟输入端由内部多路器选择对 41MHz 的 IOCLOCK驱动源阻抗必须小于或等于 50Ω CS片选端 CS由高到低变化将复位内部计数器并控制和使能 DATAOUTDATAINPUT 和 IOCLOCKCS 由低到高的变化将在一个设置时间内禁止DATAINPUT 和 IOCLOCK DATAINPUT 串行数据输入端串行数据以 MSB 为前导并在 IOCLOCK的前 4个上升沿移入 4位地址用来选择下一个要转换的模拟输入信号或测试电压之后 IOCLOCK将余下的几位依次输入 DATAOUTAD转换结果三态输出端在 CS 为高时该引脚处于高阻状态当 CS 为低时该引脚由前一次转换结果的MSB 值置成相应的逻辑电平 EOC 转换结束端在最后的 IOCLOCK 下降沿之后 EOC 由高电平变为低电平并保持到转换完成及数据准备 传输 VCCGND 电源正端地 REF＋ REF－正负基准电压端通常 REF＋接VCCREF－接 GND最大输入电压范围取决于两端电压差 IOCLOCK时钟输入输出端 TLC2543 每次转换和数据传送使用 16 个时钟周期且在每次传送周期之间插入 CS的时序根据 TLC2543时序图可以看出在 TLC2543的 CS变低时开始转换和传送过程 IOCLOCK的前 8个上升沿将 8个输入数据位键入输入数据寄存器同时它将前一次转换的数据的其余 11 位移出 DATAOUT 端在 IOCLOCK 下降沿时数据变化当CS 为高时 IOCLOCK 和 DATAINPUT 被禁止 DATAOUT 为高阻态 TLC2543 与单片机的连接 图 26 TLC2543 电路 DS1302是美国 DALLAS公司推出的一种高性能低功耗带 RAM的实时时钟电路它可以对年月日周日时分秒进行计时具有闰年补偿功能工作电压为 25V～ 55V 采用三线接口与 CPU 进行同步通信并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据 DS1302 内部有一个 31 8 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器DS1302 是 DS1202 的升级产品与 DS1202 兼容但增加了主电源后背电源双电源引脚同时提供了对后背电源进行 涓细电流充电的能力本设计中采用 DS1302 时钟芯片产生时钟信号通过单片机进行处理控制并显示出实时的时间可以用于对温度进行实时的数据采集 引脚功能及结构 DS1302 的引脚排列其中 Vcc1 为后备电源 VCC2 为主电源在主电源关闭的情况下也能保持时钟的连续运行 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 两者中的较大者供电当Vcc2大于 Vcc1＋ 02V 时 Vcc2 给 DS1302供电当 Vcc2小于 Vcc1时 DS1302 由 Vcc1供电 X1 和 X2 是振荡源外接 32768kHz 晶振 RST 是复位片选线通过把 RST 输入驱动置高电平来启动所有 的数据传送 RST输入有两种功能首先 RST接通控制逻辑允许地址命令序列送入移位寄存器其次 RST 提供终止单字节或多字节数。