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數(shù)字溫度傳感器電路圖

AT89S52單片機(jī) ds18b20 液晶頻或數(shù)碼管顯示都可以: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-05-31

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壓，單片機(jī)的 10 位 A/D 在滿度量程下，最大顯示為 1023 字，為了得到 PT100 傳感器輸出電壓在顯示 500 字時(shí)的單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換輸入電壓，必須對傳感器的原始輸出電壓進(jìn)行放大，計(jì)算公式為：(500/1023 * Vcc)/傳感器兩端電壓( mV/℃ ) ，（Vcc＝系統(tǒng)供電＝5V），可以得到放大倍數(shù)為 10.466 。關(guān)于放大倍數(shù)的說明：有熱心的用戶朋友詢問，按照 (500/1023 * Vcc)/傳感器兩端電壓不能得到 10.466 的結(jié)果，而是得到 11.635的結(jié)果。實(shí)際上，500 個(gè)字的理想值是無法靠電路本身自然得到的，自然得到的數(shù)字僅僅為 450 個(gè)字，因此，公式中的 500℃ 在實(shí)際計(jì)算時(shí)的取值是 450 而不是 500 。450/1023*5/(0.33442-0.12438)≈10.47 。其實(shí)，計(jì)算的方法有多種，關(guān)鍵是要按照傳感器的 mV/℃ 為依據(jù)而不是以被測溫度值為依據(jù)，我們看看加上非線性校正系數(shù)：10.47*1.1117=11.639499 ，這樣，熱心朋友的計(jì)算結(jié)果就吻合了。運(yùn)算放大器分為兩級，后級固定放大 5 倍（原理圖中 12K/3K+1=5），前級放大為：10.465922/5=2.0931844 倍,為了防止調(diào)整時(shí)的元器件及其他偏差，使用了一只精密微調(diào)電位器對放大倍數(shù)進(jìn)行細(xì)調(diào)，可以保證比較準(zhǔn)確地調(diào)整到所需要的放大倍數(shù)(原理圖中 10K/(8K2+Rw)+1)。通常，在溫度測量電路里，都會有一個(gè)“調(diào)零”和另一個(gè)“調(diào)滿度”電位器，以方便調(diào)整傳感器在“零度”及“滿度”時(shí)的正確顯示問題。本電路沒有采用兩只電位器是因?yàn)橹灰傲愣取闭{(diào)整準(zhǔn)確了，就可以保證整個(gè)工作范圍的正確顯示，當(dāng)然也包括滿度時(shí)的最大顯示問題了。那么，電路中對“零度”是如何處理的呢？它是由單片機(jī)程序中把這個(gè)“零度”數(shù)字直接減掉就是了，在整個(gè)工作范圍內(nèi)，程序都會自動減掉“零度”值之后再作為有效數(shù)值來使用。當(dāng)供電電壓發(fā)生偏差后，是否會引起傳感器輸入的變化進(jìn)而影響準(zhǔn)確度呢？供電變化后，必然引起流過傳感器的電流發(fā)生變化，也就會使傳感器輸出電壓發(fā)生變化?？墒牵源送瑫r(shí)，單片機(jī)的供電也是在同步地接受到這種供電變化的，當(dāng)單片機(jī)的 A/D 基準(zhǔn)使用供電電壓時(shí)，就意味著測量基準(zhǔn)也在同步同方向發(fā)生變化，因此，只要參數(shù)選擇得當(dāng)，系統(tǒng)供電的變化在 20% 之內(nèi)時(shí)，就不會影響測量的準(zhǔn)確度。(通常單片機(jī)系統(tǒng)并不允許供電有過大的變化，這不僅僅是在溫度測量電路中的要求。）從傳感器前置放大電路輸出的信號，就送入到 HT46R23 的 A/D 轉(zhuǎn)換輸入端口（PB0/AN0），由單片機(jī)去進(jìn)行各種必需的處理。首先是進(jìn)行軟件非線性校正，把輸入信號按照不同的溫度值劃分為不同段，再根據(jù)其所在的段分別乘以不同的補(bǔ)償系數(shù)，令其與理論值盡量接近，經(jīng)過非線性校正的數(shù)字，才被送去進(jìn)行顯示，比較用戶設(shè)定的控制值等等。本電路還有一個(gè)特點(diǎn)，就是用戶可以在工作范圍內(nèi)，任意設(shè)定 3 個(gè)超限控制值。當(dāng)測量顯示值大于設(shè)定值的時(shí)候，對應(yīng)的控制端口就會輸出高電平。利用這個(gè)高電平信號，再外接一級三極管驅(qū)動繼電器的電路，就可以實(shí)現(xiàn)自動控制。在某一個(gè)控制端口輸出高電平的同時(shí)，與之串聯(lián)的 LED 發(fā)光管會同時(shí)點(diǎn)亮，以便提示使用者是哪一個(gè)設(shè)定值在輸出控制信號。電路中的 24C02 是電存儲器，可以把使用者設(shè)定的控制值可靠地保存起來，即使掉電也不會丟失數(shù)據(jù)。電路圖中還有 3 只按鍵，它們分別是“設(shè)定”、“加置數(shù)”和“減置數(shù)”操作按鍵，用于使用者進(jìn)行超限值的設(shè)置。使用方法如下：按動一下設(shè)定鍵，屏幕顯示“1--”，表示現(xiàn)在進(jìn)入第一個(gè)超限值的設(shè)置，三秒后屏幕自動跳轉(zhuǎn)到顯示“***”并閃爍(*** 代表原來電存儲器里儲存的超限數(shù)值)，然后，按壓加數(shù)鍵(或減數(shù)鍵)，屏幕上的最低位的數(shù)字就會加一(或減一)，如果按住按鍵三秒以上本電路還有一個(gè)特點(diǎn)，就是用戶可以在工作范圍內(nèi)，任意設(shè)定 3 個(gè)超限控制值。當(dāng)測量顯示值大于設(shè)定值的時(shí)候，對應(yīng)的控制端口就會輸出高電平。利用這個(gè)高電平信號，再外接一級三極管驅(qū)動繼電器的電路，就可以實(shí)現(xiàn)自動控制。在某一個(gè)控制端口輸出高電平的同時(shí)，與之串聯(lián)的 LED 發(fā)光管會同時(shí)點(diǎn)亮，以便提示使用者是哪一個(gè)設(shè)定值在輸出控制信號。電路中的 24C02 是電存儲器，可以把使用者設(shè)定的控制值可靠地保存起來，即使掉電也不會丟失數(shù)據(jù)。: 回答者：網(wǎng)友

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