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          以MSP430F149為核心的溫度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2012-04-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          2 溫度測(cè)量系統(tǒng)的硬件模塊
          在該設(shè)計(jì)中,主要采用由美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的16位單片機(jī)——,它具有運(yùn)行速度快、處理能力強(qiáng)、功耗低的優(yōu)點(diǎn),其工作時(shí)的電壓為1.8~3.6 V。內(nèi)部的CPU在運(yùn)行過程中,會(huì)發(fā)出正交精簡(jiǎn)的指令集,通過寄存器可實(shí)現(xiàn)各種各樣的運(yùn)算,且具備一些中斷源,可隨意嵌套。如果系統(tǒng)處于省電狀態(tài),用于中斷的請(qǐng)求和喚醒僅需要6μs。
          此外,還有很多片上外圍模塊,以12位A/D轉(zhuǎn)換器為例,具備內(nèi)部參考源,可保持采樣進(jìn)行并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描等功能;在16位定時(shí)器TimerA中,共有四種工作模式,可以在實(shí)現(xiàn)多個(gè)捕獲功能時(shí)發(fā)揮外部比較的功能;其中48個(gè)I/O口具備獨(dú)立編程的能力,兩個(gè)串行接口可實(shí)現(xiàn)USART0和USART1之間的通信;另外,在FLASH存儲(chǔ)器中,最高存儲(chǔ)容量約為60KB,可完成近10萬次擦寫。
          2.1 溫度測(cè)量系統(tǒng)硬件模塊的組成
          此系統(tǒng)硬件模塊由數(shù)據(jù)采集單元、通信接口單元和鍵盤顯示單元三個(gè)部分組成。
          2.2 溫度測(cè)量系統(tǒng)硬件模塊的工作原理
          2.2.1 數(shù)據(jù)采集
          在此沒計(jì)中,橋式電路由Pt100傳感器和電阻組成,能把Pt100由于溫度變化而產(chǎn)生的阻值變化,轉(zhuǎn)化為電壓變化,并輸入到運(yùn)算放大器中,當(dāng)信號(hào)被放大后,再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。由于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的條件較惡劣,而測(cè)量過程中的精度要求較高,因此一部分已經(jīng)放大的信號(hào),可采取電壓與頻率之間的轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換,再將這種方法測(cè)量的數(shù)據(jù)輸入到ROM表中,對(duì)中的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果實(shí)行線性補(bǔ)償。
          在橋式電路甲,導(dǎo)線電阻的連接可能產(chǎn)生測(cè)量誤差,為了避免這種情況,可采取三線連接法。此外橋式測(cè)溫電路中的電壓波動(dòng)現(xiàn)象,可能造成測(cè)量結(jié)果的誤差,因此應(yīng)采取+10V基準(zhǔn)電壓實(shí)現(xiàn)電橋電路的供電工作,以此加強(qiáng)對(duì)電橋電路中的電壓波動(dòng)限制。電橋電路如圖2所示。

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