單片機課程設(shè)計--基于單片機的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-12 11:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 自動化 101 班 袁亞男 12系統(tǒng)。模擬輸入通道的組成：1. 傳感器及放大器設(shè)計傳感器是把被測的物理量（如溫度，壓力等）作為輸入?yún)?shù)轉(zhuǎn)為電量（電流，電壓，電阻等）輸出。本次設(shè)計采用鎳鉻鎳硅熱電偶（分度號 K） ，放大器要實現(xiàn)熱電偶輸出的 mV 級信號到 A/D 輸入 V 級信號放大。 ~OCu?89vcpF++放 大 器 采 樣 保 持 器 A/D轉(zhuǎn) 換 器多 路 開 關(guān)傳 感 器單片機課程設(shè)計自動化 101 班 袁亞男 1多路開關(guān)多路開關(guān)采用 CD4052。多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用是可以利用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行多路模擬量的轉(zhuǎn)換。利用多路開關(guān)輪流切換各被測回路與 A/D 轉(zhuǎn)換器，以達分時享用 A/D 轉(zhuǎn)換器的目的。CD4052 的邏輯圖CD4052 引腳圖單片機課程設(shè)計自動化 101 班 袁亞男 14CD4052/CC4052 是一個差分 4 通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有 A、B兩個二進制控制輸入端和 INH 輸入，具有低導通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為 ～20V 的數(shù)字信號 可控制峰峰值至 20V的模擬信號。例如，若 V DD=+5V，VSS=0，VEE=，則0～5V ～ 的模擬信號，這些開關(guān)電路在整個 VDDVSS 和 VDDVEE 電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗，與控制信號的邏輯狀態(tài)無關(guān)，當 INH 輸入端=“1”時，所有通道截止。二位二進制輸入信號選通 4 對通道中的一通道，可連接該輸入至輸出。單片機課程設(shè)計自動化 101 班 袁亞男 15CD4052 引腳功能說明引腳號 符號 功能1 2 4 5 IN/OUT Y 通道輸入/輸出端11 12 14 15 IN/OUT X 通道輸入/輸出端9 10 A B 地址端3 OUT/IN Y 公共輸出/輸入端13 OUT/IN X 公共輸出/輸入端6 INH 禁止端7 VEE 模擬信號接地端8 Vss 數(shù)字信號接地端16 VDD 電源+、放大器本次設(shè)計采用 TLC2712 低功耗精密預算放大器，單電源供電，超低功耗，采用數(shù)字電位器 X9c104 和 X9c504。進行信號的調(diào)零和滿量程調(diào)整。信號處理模塊電路單片機課程設(shè)計自動化 101 班 袁亞男 16148320KR?+VPtICU/HSL7WX9TO信 號 處 理 模 塊、A/D 轉(zhuǎn)換器本次設(shè)計的轉(zhuǎn)換器采用 MC14433。具體特點如下：MC14433 是美國 Motorola 公司推出的單片 3 1/2 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其中集成了雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器所有的 CMOS 模擬電路和數(shù)字電路。具有外接元件少，輸入阻抗高，功耗低，電源電壓范圍寬，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只要外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個完整的 A/D 轉(zhuǎn)換器，其主要功能特性如下：：讀數(shù)的177。%177。1 字： 和 兩檔：225 次/s單片機課程設(shè)計自動化 101 班 袁亞男 17：大于 1000MΩ：大于 1000MΩ：8mW（177。5V 電源電壓時，典型值）：8mW（177。5V 電源電壓時，典型值）MC14433 最主要的用途是數(shù)字電壓表，數(shù)字溫度計等各類數(shù)字化儀表及計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的 A/D 轉(zhuǎn)換接口。MC14433 的引腳說明： [1]. Pin1(VAG)—模擬地，為高科技阻輸入端，被測電壓和基準電壓的接入地。[2]. Pin2(VR)—基準電壓，此引腳為外接基準電壓的輸入端。MC14433 只要一個正基準電壓即可測量正、負極性的電壓。此外，VR 端只要加上一個大于 5 個時鐘周期的負脈沖(VR)，就能夠復為至轉(zhuǎn)換周期的起始點。[3]. Pin3(Vx)—被測電壓的輸入端，MC14433 屬于雙積分型A/D 轉(zhuǎn)換器，因而被測電壓與基準電壓有以下關(guān)系： 單片機課程設(shè)計自動化 101 班 袁亞男 18因此，滿量程的 Vx=VR。當滿量程選為 ，VR 可取，而當滿量程為 時，VR 取 ，在實際的應(yīng)用電路中，根據(jù)需要，VR 值可在 200mV— 之間選取。 [4]. Pin4Pin6(R1/C1，C1)—外接積分元件端。次三個引腳外接積分電阻和電容，積分電容一般選 聚脂薄膜電容，如果需每秒轉(zhuǎn)換 4 次，時鐘頻率選為 66kHz，在 滿量程時，電阻 R1 約為 470kΩ，而滿量程為 200mV 時，R1 取 27kΩ。[5]. PinPin8(C0C02)—外接失調(diào)補償電容端，電容一般也選 聚脂薄膜電容即可。[6]. Pin9(DU)—更新顯示控制端，此引腳用來控制轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出。如果在積分器反向積分周期之前，DU 端輸入一個正跳變脈沖，該轉(zhuǎn)換周期所得到的結(jié)果將被送入輸出鎖存器，經(jīng)多路開關(guān)選擇后輸出。否則繼續(xù)輸出上一個轉(zhuǎn)換周期所測量的數(shù)據(jù)。這個作用可用于保存測量數(shù)據(jù)，若不需要保存數(shù)據(jù)而是直接輸出測量數(shù)據(jù)，將 DU 端與 EOC 引腳直接短接即可。[7]. PinPin11(CLKCLK0)—時鐘外接元件端，MC14433內(nèi)置了時鐘振蕩電路，對時鐘頻率要求不高的場合，可選擇一個電阻即可設(shè)定時鐘頻率，時鐘頻率為 66kHz 時，外接電阻取300kΩ 即可。單片機課程設(shè)計自動化 101 班 袁亞男 19若需要較高的時鐘頻率穩(wěn)定度，則需采用外接石英晶體或 LC 電路，參考附圖。 [8]. Pin12(VEE—負電源端。VEE 是整個電路的電壓最低點，此引腳的電流約為 ，驅(qū)動電流并不流經(jīng)此引腳，故對提供此負電壓的電源供給電流要求不高。[9]. Pin13(Vss)—數(shù)字電路的負電源引腳。Vss 工作電壓范圍為 VDD5V≥Vss≥VEE。除 CLK0 外，所有輸出端均以 Vss 為低電平基準。[10]. Pin14(EOC)—轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標志位。每個轉(zhuǎn)換周期結(jié)束時，EOC 將輸出一個正脈沖信號。[11]. Pin15（OR 非）—過量程標志位，當|Vx|VREF 時， 輸出為低電平。[12]. Pin11119(DSDSDSDS1)—多路選通脈沖輸出端。DSDSDS3 和 DS4 分別對應(yīng)千位、百位、十位、個位選通信號。當某一位 DS 信號有效（高電平）時，所對應(yīng)的單片機課程設(shè)計自動化 101
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