單片機(jī)微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-09 21:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 正常模式： mA空閑模式： mA掉電模式： 1 μA： ATmega16L引腳 溫度采集電路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是智能儀器儀表中被測(cè)對(duì)象與微機(jī)之間的聯(lián)系通道，因?yàn)槲C(jī)只能接收數(shù)字信號(hào)，而被測(cè)對(duì)象常常是一些非電量，所以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前一道環(huán)節(jié)是感受被測(cè)對(duì)象，并把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，后一道環(huán)節(jié)是將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集電路。除數(shù)字傳感器外，大多數(shù)傳感器都是將模擬非電量轉(zhuǎn)換為模擬電量，而且這些模擬電量通常不宜直接用數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，還需進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)理。因此，一般說(shuō)來(lái)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、模擬信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路三部分組成，傳感器模擬信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)采集電路微機(jī)系統(tǒng)非電量電量數(shù)字信號(hào) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成傳感器選型由于電阻型溫度傳感器和PN結(jié)溫度傳感器，測(cè)量電路需要恒流源或采用非平衡電橋法，測(cè)量電路比較復(fù)雜，非平衡電橋法會(huì)引入非線性，給溫度計(jì)的標(biāo)定帶來(lái)不便，因此最終選用AD590（）作為溫度傳感器。AD590溫度傳感器的測(cè)量電路很簡(jiǎn)單，工作電壓范圍寬（5～30V），使用測(cè)溫范圍為55℃～150℃，輸出電流與溫度關(guān)系的線性度好，絕對(duì)溫度變化1K，輸出電流變化1A，即1A/K，0 ℃時(shí)，用可以顯示0～19 999個(gè)數(shù)字的2V量程數(shù)字電壓表測(cè)量電流取樣電阻上電壓，在0～100℃范圍，～，℃[18]。 AD590的引腳溫度傳感器接口儀表放大器選型選用AD公司的精密儀表放大器AD524（引腳如圖27所示）作為前置放大。AD524采用雙電源供電，供電電壓最高可達(dá)18V。它具有低的增益誤差各高的共模抑制比，當(dāng)增益為1時(shí)，共模抑制比大于90dB，％；增益為1000時(shí)，共模抑制比可達(dá)120dB，且增益誤差最大為2％。％之內(nèi)（增益為1000）；輸入失調(diào)電壓50V，℃。AD524兩個(gè)差動(dòng)輸入端的阻抗完全匹配，而且數(shù)值很高，典型值為109，既可以差動(dòng)輸入也可以單端輸入。AD524內(nèi)置輸入電源保護(hù)電路，適應(yīng)上電和掉電時(shí)各種惡劣的工作環(huán)境。同時(shí)，它還提供較寬的增益帶寬、高的輸出轉(zhuǎn)換速率和低的階躍響應(yīng)建立時(shí)間等優(yōu)越的動(dòng)態(tài)特性。AD524可以通過(guò)改變外圍接線來(lái)設(shè)置增益，增益倍數(shù)分別為100、1000。當(dāng)需要1到1000之間其它增益時(shí)，可通過(guò)外接電阻來(lái)設(shè)置所需增益。 AD524引腳溫度采集電路[18]，當(dāng)AD590的電流通過(guò)一個(gè)5K歐姆的電阻時(shí)，溫度升高1K這個(gè)電阻上的電壓升高5mV，即轉(zhuǎn)換成5mV/K。因此，溫度在0℃～100℃～。運(yùn)算放大器AD524的作用是把絕對(duì)溫標(biāo)轉(zhuǎn)換成攝氏溫標(biāo)。這樣，AD524的輸出電壓即為轉(zhuǎn)換成的攝氏溫標(biāo)。AD524的增益G=10，溫度在0℃～100℃間變化時(shí)AD524的輸出電壓在0V～5V間變化。那么，當(dāng)溫度為20℃流過(guò)AD590的電流為293A，AD524的輸出值自乘以20后才是真正的溫度值即攝氏溫度值=()200℃。 溫度采集電路圖 A/D轉(zhuǎn)換電路TLC2543是11個(gè)輸入端的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有轉(zhuǎn)換快、穩(wěn)定性好、與微處理器接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景好。由于它帶有串行外設(shè)接口SPI(Serial Peripheral Interface) 特別適合I/O口資源緊張的系統(tǒng)使用。TLC2543的引腳及功能TLC2543是12位開(kāi)關(guān)電容逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器[12]。有多種封裝形式，其中DB、DW VCC：正電源端，一般接+5V。GND：正電源地。REF+：正基準(zhǔn)電壓端，一般接+5V。REF：負(fù)基準(zhǔn)電壓端，一般接地。AIN0～AIN10，11路模擬量輸入引腳。：片選端，由高到低有效，
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