自动温控系统的温度采集设计

自动温控系统的温度采集设计12级通信工程一班一组系统原理框图温度传感器电压跟随器运算放大A/D转换器微处理器报警译码显示降温控制电路一、温度传感器的选择方案一：热敏电阻方案二：温度传感器AD590方案三：温度传感器LM335方案一：热敏电阻•采用NTC热敏电阻器的电阻与温度的关系是非线性的，用电桥实现温度升高引起的电阻变化对应于电压的变化。•由于NTC热敏电阻与温度的关系是非线性的，因此输出的结果测试精度较低，并且不能达到我们对温度控制的要求。方案二：温度传感器AD590•本方案选用温度传感器AD590构成测温系统。•AD590是一种电压输入、电流输出型集成温度传感器，测温范围为-55℃~150℃，精度高，非线性误差仅为±0.3℃，调节系数为1µA/K。其输出电流I=(273+T)uA。温度传感器电路V1V22.73V（2.73+T/100）VVoT/10V0=（100K/10K）×(V2-V1)=T/10•输出电压接A\D转换器，那么A\D转换输出的数字量就和摄氏温度成线性比例的关系8它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例,调节系数10mV/℃。因而，从使用角度来说，LM355与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM355无需外部校准或微调，可以提供±1/4℃的常用的室温精度。LM335原理电路方案三：温度传感器LM335U+U0(10mV/K)R2I2ΔUbeR1VT2VT1I1电压型集成温度传感器原理图Vo=10mV/℃电压型集成温度传感器原理图三种温度传感器比较•方案一：由于铂电阻与温度的关系是非线性的，因此输出的结果测试精度较低，并且不能达到我们对温度控制的要求。•方案二：选用温度传感器AD590，电流和温度成线性关系，准确度高。•方案三：采用温度传感器LM335，具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。综上可得，方案二和方案三都是可行的。二、转换电路•由于温度传感器采集来的电信号的范围不适合直接输入ADC0809，故需要接一个转换电路，将采集到的电信号转换到0~5v之间，使之可以直接加到ADC0809端口。三、采样值的准确量化它是温控电路正常工作的关键，这里采用以下换算办法来进行量化。设经过信号调理后的电压为Ui，则0V≤Ui≤5V，已知0V对应的温度为－55℃，5V对应的温度为125℃，易求得比例因数Kt＝0.0278V/℃。当温度为0℃时，Ui＝0V+ΔT•Kt＝0V+55℃×0.0278V/℃＝1.529V。Ui转换为数字量后，每个数字量对应电压值为19.53mV，用Ks表示。可求得数字量变化与温度变化的对应关系：Kt/Ks＝1.426数字量/℃所以0℃时，AD输出的数字量D0=0+55℃×1.426数字量/℃＝78.43≈79=01001111B14它是芯片输出端具有可控的三态门，这种芯片的输出端可以直接和系统总线相连，由读信号控制三态门，转换结束后，CPU执行一条输入指令，从而产生读信号，将数据从A/D转换器取出。ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存译码电路，其转换时间为100µs左右。四、模数转换ADC0809ADC0809的主要引脚功能D7～D0：输出数据线（三态）EOC：转换结束状态输出IN0～IN7：8通道（路）模拟输入OE：输出允许（打开输出三态门）ADDA、ADDB、ADDC：通道地址CLK：时钟输入（10KHz～1.2MHz）ALE：通道地址锁存START：启动转换Vo8255谢谢观看