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基于MXT8051的低成本高性能溫濕度記錄儀的設計

—— The Design of Low-Cost High-Performance Temperature and Humidity Logger Based on MXT8051
作者:陳俊江 劉運毅 覃團發 黃旭方 廣西大學計算機與電子信息學院時間:2011-02-23來源:電子產品世界收藏

  系統總體結構設計

本文引用地址:http://www.tsejo.com.cn/article/117173.htm

  系統基于微處理器來開發,兼具低成本和高性能,主要包括六個部分:處理器、溫度傳感器及調理電路、濕度傳感器及調理電路、LCD顯示和機管理軟件,系統原理框圖如圖1所示。

  系統以控制芯片為控制核心,MXT8051內部集成144段式LCD驅動和5個外部中斷源,能夠滿足微控制系統中對于人機信息交互的需要;其獨特的可調增益放大器、恒流源、放大器模擬模塊,可為電阻式傳感器(如壓力、溫度、光線)或其他生物傳感器提供完備的數據轉換和采集系統。測溫電路采用PT100,采用恒流源測溫方式。測濕電路使用HIH4000,這是一型具有激光調整互換型的容性變化的單片集成電路,其輸出電壓與RH值呈線性關系,精度高,響應時間快,漂移小。存儲器使用AT24C1024,可存儲1Mbit數據。控制芯片MXT8051按照上位機軟件設定的記錄間隔(2秒~24小時連續可調)采集溫度和濕度,并將檢測到的數據存儲到AT24C1024中。溫度濕度記錄通過USB轉串口與機連接,通過上位機軟件可設定記錄開始時間,記錄間隔等。

  溫度檢測電路

  本項目設計目標為測量范圍-40℃~100℃,測量精度±0.5℃,分辨率為±0.1℃,基于性價比考慮,采用線性度相對較好的PT100作為本項目的溫度傳感器。

  溫度測量采用恒流源測溫方式,測量調理電路如圖2、圖3所示,采用MXT8051的片上資源。如圖2所示,利用OP0、VREF1、VREF2和外部電阻820Ω構成恒流源為傳感器PT100供電。 如圖3所示,OP1、OP2與可控電阻網絡一起組成一個差分輸入的PGA。OP3起調零的作用。兩個可調電阻由RESCON控制,且具有相同的阻值,調節范圍為100~355kΩ。

  OP2的輸出為: VOP20=VREF1+(21+0.2×RESCON)×() (1)

  其中RESCON為特殊功能寄存器RESCON的值。

  OP3的輸出為: VOP30=2×[VREF1+(21+0.2×RESCON)]×()-VDAC (2)

  通過AD通道3測量OP3的輸出電壓,計算出相應的PT100電阻值,查表得出實際檢測的溫度。


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關鍵詞: 混合信號 MXT8051 PC

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