基于PIC单片机的低功耗温度采集系统.pdf

万方数据

基于PIC单片机的低功耗温度采集系统流就增加1肚。当AD590的电流通过一个10kl-I的电胡沙沙8，许燕8，马孝义62硬件结构设计农机化研究0引言适宜的温度是一切动植物生存和生长所必需的最基本的环境参数。在现代生产生活中，尤其是在农业生产中，对温度进行适时、准确的测量具有重要意义。测量温度的方法有很多，但是由于测量条件不同，传感器测温精度、数据处理的方式方法以及电路所受到的外界影响等诸多方面因素会给测量结果带来偏差。随着集成电路制造工艺的提高，降低功耗B成为集成电路设计中的一个主要考虑因素。鉴于此，设计开发了一种多通道低功耗的温度测量系统，采用PIC单片机作为核心处理器对温度进行采集处理。为了保证测量数据的准确性，利用相关软件对采集数据进行纠系统组成件、电源模块、外部存储器、数据上传通讯部分以及二端器件，成本低。它以电流为输出来指示温度，使用时不需要考虑传输线上的电压信号损失和噪声干扰，具有很高的测量精度，广泛应用于远距离测温、远距离控温和多点测温等控制系统中。在设计测温电路时，首先应将电流转换成电压。为了使此电阻精确(0．1％)，可用一个9．6kn的电阻与一个1kfl电位器串联，然后通过调节电位器来获得精确的10kQ。图2所示是一个电流／电压和绝对温标／摄氏温标的转换电路，其中运算放大器Al被接成电压跟随器形式，以增加信号的输入阻抗，而运算放大器A2的作用是把绝对温标转换成摄氏温标，给A2的同相输入端输入一个恒定的电压(如1．235V)，然2010年6月第6期D转换器，实现温度信号的采集处理和存储，引进串口通信技术，实现了单片机与上位机的串口通信。正处理。整个系统包括温度测量模块、放大电路、存储器MCU。温度采集系统原理图如图1所示。温度测量AD590是常用的T／I(温度／电流)变换器，是一个由于AD590为电流输出元件，它的温度每升高1K，电阻时，这个电阻上的压降为10mY，即转换成10mV／K，后将此电压放大到2．73V。这样，Al与A2输出端之间的电压即为转换成的摄氏温标。(谣北农林科技大学a．机械与电子工程学院；b．水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100)摘要：为了实现温度数据的精确采集，设计开发了一种基于PIE单片机的多通道低功耗温度采集系统。温度信号转换采用AD590温度传感器，配以运算放大电路及数据存储器件，并利用中档单片机PICl6F74自带的A／关键词：数据采集；PICl6F74单片机；AD590；低功耗中图分类号：s625．5+1；TP335文献标识码：A文章编号：1003—188X(2010)06—0105—0412．1图l温度采集系统原理框图收稿日期：2009—09—22基金项目：国家自然科学基金项目(50879072)；国家科技支撑计划项目(2006BADlll304)；国家“863计划”项目(2006AAl00209)作者简介t胡沙沙(1985一)，女，河南安阳人，硕士研究生，(E—mail)通讯作者：马孝义(1965一)，男，陕西凤翔人，教授，博士生导师。·105·图2电流／电压及绝对温标／摄氏温标转换电路[e-mail]。
万方数据

行配}01⋯，、3软件设计农机化研究入端的电压应为2．73V，同样使A2的输出电压也为高速率的8位单片机。该型号芯片具有宽工作电压范并且可在双时钟模式下运行，外部晶体振荡器采用本文设计中共有8个测温模块，测温模块的运算至Pc机的串行通信接口的RXD和TXD，如图3所2010年6月第6期将AD590放入0。C的冰水混合溶液中，Al同相输2．73V，因此Al与A2两输出端之间的电压2．73—2．73=0V，即对应于00C。2．2微处理器PICl6F74及其外围电路PICl6F74是美国Microehip公司生产的低功耗和围(2．0～5．5V)，可单独进行方向控制的33个I／O引脚，4k字节ROM和192字节RAM，片上ADC模块有8个模拟信号输入通道。程序在运行过程中经过内部的一个多路开关可以选择任何一个通道进行A／D转换，转换所需的基准电压也可以通过软件配置选择，4MHz晶体振荡器，为系统提供精确的实时时钟。放大器A1和A2的输出信号分别接入差动放大器的两个输入端。差动放大器的输出分别与PIcl6F74的8个模拟信号输入通道RA0～RA3，RA5，REO—RE2相连；RB0一RB7分别与一个发光二极管相接，用于显示通道号；RC3与RC4分别设置为12c总线的时钟线和数据线，分别接一个10kf／的上拉电阻接至AT24C16的时钟接口SCL和数据接口SDA。将异步通信的接口的两个引脚RC6和RC7分别设置为发送线和接收线。这两个引脚电平经过MAX232转换，接示。系统软件流程{系统开机后，首先进行初始化处理，包括A／D转换初始化、串行通