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基于ADuC7122精密模拟微控制器的温度传感器电路设计

2022-05-03 15:34分类:传感器 阅读:

 

应用仿真模拟MCULDO,外界热敏电阻电阻器和一些分立器件,您能够搭建高精密的溫度感测器运用。

图1中的电源电路表明了Analog Devices ADuC7122高精密仿真模拟微处理器的原理可用以准确的温度传感器温度监测运用。 ADuC7122集变成多路12位SAR ADC,12个12位DAC,1.2 V內部标准电压源,及其ARM7核心,126 kB闪存芯片,8 kB SRAM及其各类数据外接设备,如UART计时器,SPI ,及其2个I2C插口。 ADuC7122联接到4.7kΩ温度传感器。

图1:ADuC7122作为溫度监管器,与温度传感器联接(简单化电路原理图,全部连结均未因为ADuC7122(7 mm×7 mm,108球BGA封裝)的小尺寸,全部电源电路能够安裝在很小的PCB上,进而进一步减少了成本费。

与RTD相近,温度传感器是降低成本的溫度比较敏感电阻,由固态半导体器件组成,具备正或负温度系数。温度传感器质优价廉,敏感度高。他们检验溫度的细微转变,这也是RTD或热电阻没法观查到的。可是,温度传感器是高宽比离散系统的;因而,如果不运用归一化处理技术性,他们仅限具备十分窄的温度范围的运用。电源电路归一化处理技术性可以用手机软件进行。

虽然功能齐全的ARM7核心和快速SAR ADC,ADuC7122依然给予功耗低解决方法。 ARM7核心运作在326.4 kHz且主ADC处在激活状态并精确测量外界温度感应器,全部电源电路一般 耗费7 mA。在温度检测中间,能够关掉ADC和/或微处理器,以进一步降低功耗。

电源电路叙述

图1所显示电源电路彻底由USB插口供电系统。应用ADP3333(3.3V)低电压差线形稳压电源将USB的5 V开关电源调整至3.3 V. 3.3 V可调稳压电源为ADuC7122给予DVDD工作电压。如下图所示,ADuC7122的AVDD开关电源具备附加的过滤作用。过滤器也置放在线形稳压电源键入端USB开关电源上。

在这里使用中应用ADuC7122的下列作用:

12位SAR ADC。

ARM7TDMI核心:功能齐全的16/32位系统ARM7核心,集成化126 kB闪存芯片和SRAM运行内存,运作客户编码,用以配制和操纵ADC,解决来源于温度传感器感应器的ADC变换根据UART/USB接口操纵通讯。

UART:UART作为服务器PC的通信协议。

2个外界电源开关/按键(未表明)用以强制性构件进到闪亮运行方式。根据将DOWNLOAD维持为低电频并转换RESET电源开关,ADuC7122将进到引导模式而不是一切正常客户方式。在引导模式下,能够应用USB接口根据I2CWSD专用工具再次程序编写內部闪存芯片。

BUF_VREF:带隙参照还根据油压缓冲器联接到BUF_VREF1和BUF_VREF2脚位,这种脚位可作为系统软件中别的线路的参照。这种脚位应联接最少0.1μF的电容器,以减少噪音。

电源电路中采用的温度传感器为4.7kΩ电阻器,型号规格为NCP18XM472。它选用0603表层贴片封裝。图2电源电路中采用的温度传感器在25°C时具备下列规格型号:?= 3500(?主要参数叙述电阻器与溫度的关联)和电阻器(R25)=4.7kΩ。

图2:选用ADuC7122完成的简易温度感应器电源电路。

ADuC7122的USB接口选用FT232R UART转USB光端机完成,可变换USB立即向UART协议书推送数据信号。

除开图1所显示的去耦以外,USB电缆线自身应当有一个铁氧体磁芯,以提升EMI/RFI维护。该线路中采用的铁氧体磁芯磁珠是Taiyo Yuden,BK2125HS102-T,在100 MHz时特性阻抗为1,000Ω。

电源电路务必在具备大规模接地平面的双层PC板上搭建。务必采用恰当的合理布局,接地装置和去耦技术性来达到最好特性。

图2中的键入温度传感器电路原理用以在0°C至90°C范畴内开展精准的温度检测。一定要注意,此系统软件不包含溫度校正。该电源电路包括一个简洁的温度传感器电源电路,不包含电源电路归一化处理。假如该电源电路选用归一化处理技术性,它还可以在更宽的温度范围内工作中;殊不知,这会减少控制器的屏幕分辨率。

图2中的电源电路设定为分压器配备。这将容许大家采用下列公式计算将ADC結果D变换为RTH(温度传感器)电阻的测量值:

一旦测算出温度传感器的电阻器,就可以应用Steinhart-Hart方程式明确目前的温度感应器。 Steinhart-Hart方程式的简单化?主要参数改变的传统的方式为:

在其中:

T2 =不明溫度V1 =298Kβ=温度传感器@ 298K或25°C的β主要参数。 β= 3500 R25 =温度传感器@ 298K或25°C的电阻器。 R25 =4.7kΩRTH=温度传感器的电阻器@不明溫度,由上式测算得到

图3勾勒了ADuC7122对图2中详细描述的温度传感器感应器的回应溫度。

图3:ADuC7122温度传感器感应器精确测量輸出(变换为安培),ADCO与溫度的关联。

编码表明

源码和超级终端配备用以检测联接线路的文档能够根据www.analog.com/CN0153_Source_Code下载为zip文件。

UART配备为串口波特率为9600,8个数据位,无奇偶校验且无流量监控。假如电源电路立即接入到PC,则能够应用通讯端口查看应用软件(如HyperTerminal)查询程序流程发送至UART的結果(图4)。对源码开展了注解,便于于了解和实际操作。应用KeilμVision3应用软件编译程序和测试程序。

图4:HyperTerminal通讯端口查看应用软件的輸出。

普遍转变

ADP3333(3.3 V)可更换为ADP120(2.5 V),具备更宽的操作温度范畴(-40°C至 125°C),功能损耗更低(一般 为20μA与70μA对比,但具备较低的较大键入电流电压范畴(5.5 V与12 V)。留意,能够应用规范JTAG插口对ADuC7122开展程序编写或调节。针对规范的UART至RS-232插口,FT232R光端机能够更换为必须3 V开关电源的ADM3202等机器设备。

这里叙述的温度传感器电源电路能够适用别的高精密仿真模拟微处理器,如ADuC7020系列产品,ADuC7023和ADuC7061系列产品。
来源于;互联网技术

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