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芯硅谷數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)方案一般有兩種
閱讀：436 發(fā)布時(shí)間：2019-3-19
芯硅谷數(shù)字溫度計(jì)應(yīng)用范圍很廣泛，應(yīng)用在各類(lèi)工礦產(chǎn)業(yè)中。芯硅谷數(shù)字溫度計(jì)是傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)指針雙金屬溫度計(jì)的替代產(chǎn)，芯硅谷數(shù)字溫度計(jì)的制成是由進(jìn)口的高精度零件制成，所以芯硅谷數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)嚴(yán)密，制作精密，是的測(cè)量?jī)x器。且連續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)大于5年，滿足工業(yè)化生產(chǎn)長(zhǎng)時(shí)間需工作的要求，減少了使用過(guò)程中需要多次間斷性檢查維修的麻煩。下面介紹一下芯硅谷數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)
有下面兩種方案：
方案一基于熱敏電阻的溫度計(jì)設(shè)計(jì)
方案一主要由溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、數(shù)碼顯示電路組成。采集的模擬溫度值輸入A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換采用LM331型U/f變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。U/f變換器把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)。由熱敏電阻的電阻溫度特性表可以求出每個(gè)溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的UIN，再由公式FOUT=256*UIN計(jì)算出每個(gè)溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸出頻率，進(jìn)而由單片機(jī)處理顯示被測(cè)量的溫度值。溫度信號(hào)處理由于熱敏電阻是非線性的器件，所以溫度與頻率輸出成非線性，需要補(bǔ)償溫度。單片機(jī)利用查表法實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。只要測(cè)量出LM331的頻率值，就可以通過(guò)查表法準(zhǔn)確的得出環(huán)境的溫度值。再交由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示溫度。這樣就實(shí)現(xiàn)了溫度的采集與顯示。
方案二基于芯硅谷數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)
方案二主要也由數(shù)字溫度傳感器、單片機(jī)控制電路、數(shù)碼顯示電路組成。DS18B20測(cè)量溫度采用了*的溫度測(cè)量技術(shù)。它是通過(guò)計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期來(lái)實(shí)現(xiàn)的。低溫度系數(shù)振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)由高溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的門(mén)周期而被計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器被預(yù)置在與-55℃相對(duì)應(yīng)的一個(gè)基權(quán)值。如果計(jì)數(shù)器在高溫度系數(shù)振蕩周期結(jié)束前計(jì)數(shù)到零,表示測(cè)量的溫度值高于-55℃,被預(yù)置在-55℃的溫度寄存器的值就增加1℃,然后重復(fù)這個(gè)過(guò)程,直到高溫度系數(shù)振蕩周期結(jié)為止這時(shí)溫度寄存器中的值就是被測(cè)溫度值,這個(gè)值以16位形式存放在便箋式存貯器中,此溫度值可由主機(jī)通過(guò)發(fā)存貯器讀命令而讀出,讀取時(shí)低位在前,高位在后。斜率累加器用于補(bǔ)償溫度振蕩器的拋物線特性。讀出的二進(jìn)制數(shù)可以直接轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示輸出。
方案的選擇即是傳感器的選擇。
對(duì)比二種方案可以得知，方案一是采用模擬式溫度傳感器，方案二采用數(shù)字式溫度傳感器。熱敏電阻精度低，靈敏度高，價(jià)格低。數(shù)字式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的數(shù)字量，更直觀，與模擬輸出相比，它輸出速度響應(yīng)較慢，但容易與MPU接口。能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量;能以簡(jiǎn)方式構(gòu)成高性價(jià)比、多功能的智能化溫度控制系統(tǒng);DS18B20相對(duì)而言價(jià)格較低在十塊左右?？紤]到我們?cè)O(shè)計(jì)的目的和要求不是很精密?chē)?yán)格。所以我們選擇方案二以DS18B20數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)。
有下面兩種方案：
方案一基于熱敏電阻的溫度計(jì)設(shè)計(jì)
方案一主要由溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、數(shù)碼顯示電路組成。采集的模擬溫度值輸入A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換采用LM331型U/f變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。U/f變換器把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)。由熱敏電阻的電阻溫度特性表可以求出每個(gè)溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的UIN，再由公式FOUT=256*UIN計(jì)算出每個(gè)溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸出頻率，進(jìn)而由單片機(jī)處理顯示被測(cè)量的溫度值。溫度信號(hào)處理由于熱敏電阻是非線性的器件，所以溫度與頻率輸出成非線性，需要補(bǔ)償溫度。單片機(jī)利用查表法實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。只要測(cè)量出LM331的頻率值，就可以通過(guò)查表法準(zhǔn)確的得出環(huán)境的溫度值。再交由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示溫度。這樣就實(shí)現(xiàn)了溫度的采集與顯示。
方案二基于芯硅谷數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)
方案二主要也由數(shù)字溫度傳感器、單片機(jī)控制電路、數(shù)碼顯示電路組成。DS18B20測(cè)量溫度采用了*的溫度測(cè)量技術(shù)。它是通過(guò)計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期來(lái)實(shí)現(xiàn)的。低溫度系數(shù)振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)由高溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的門(mén)周期而被計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器被預(yù)置在與-55℃相對(duì)應(yīng)的一個(gè)基權(quán)值。如果計(jì)數(shù)器在高溫度系數(shù)振蕩周期結(jié)束前計(jì)數(shù)到零,表示測(cè)量的溫度值高于-55℃,被預(yù)置在-55℃的溫度寄存器的值就增加1℃,然后重復(fù)這個(gè)過(guò)程,直到高溫度系數(shù)振蕩周期結(jié)為止這時(shí)溫度寄存器中的值就是被測(cè)溫度值,這個(gè)值以16位形式存放在便箋式存貯器中,此溫度值可由主機(jī)通過(guò)發(fā)存貯器讀命令而讀出,讀取時(shí)低位在前,高位在后。斜率累加器用于補(bǔ)償溫度振蕩器的拋物線特性。讀出的二進(jìn)制數(shù)可以直接轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示輸出。
方案的選擇即是傳感器的選擇。
對(duì)比二種方案可以得知，方案一是采用模擬式溫度傳感器，方案二采用數(shù)字式溫度傳感器。熱敏電阻精度低，靈敏度高，價(jià)格低。數(shù)字式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的數(shù)字量，更直觀，與模擬輸出相比，它輸出速度響應(yīng)較慢，但容易與MPU接口。能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量;能以簡(jiǎn)方式構(gòu)成高性價(jià)比、多功能的智能化溫度控制系統(tǒng);DS18B20相對(duì)而言價(jià)格較低在十塊左右?？紤]到我們?cè)O(shè)計(jì)的目的和要求不是很精密?chē)?yán)格。所以我們選擇方案二以DS18B20數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)。