基于AD7711的高精度温度传感电路设计

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一款高精度数显温度计的设计与制作

一款高精度数显温度计的设计与制作
即 可 与 单 片 机 等 自控 装 置 进 行 连 接 , 广 境 温度每增加 1 ,其输 出电流就会增大 I 1 0l 而 此 时 V 可 ℃ =0 a A, 0则 应 为 1 故 可 求 V, 泛 应 用 于 工 农 业 生 产 现 场 的 实 时 温 度 监 1 。 由于该器件具有热容量小 、 A u 线性优 得 ( 1 R 4) V1 0 = O ,实 际 取 R + P =1 /0 uA 1 K
二、 电路 调试
电路安装 完毕后 , 测量 I3基准 电压 C
B D码 表 示 的 百 位 数值 , 次 类推 , 环 C 依 循
要 进行 数 码 显 示 , 需 将 此 信 号 转换 扫 描 。 Q 还 0~Q3上 输 出 B D 码 数 值 经 源输 出应 为 25 C .V:调 整 R 3使 I4的 2 P C 成 数字信号。本 电路采 用是 由 MC 4 3 4 1 14 3 5 1译码 后 送 至 L D 数 码 管 ,并 在 DS 脚 电压为 19 9 E .9 V:将开关拨至校正位置 , ( 图 4 所 示 ) 为 核 心 的 转 换 电 路 , 信号 的控 制下 轮 流 扫 描 点 亮 。由于 考 虑 到 调 整 R 2使 I4 的 3脚 电压 由 0~09 V 如 P C .9























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图3 信号调理 电路
图 5 T 4 1引脚及 内部结构 图 L3

基于AD7712的高精度数据采集系统的设计与实现

基于AD7712的高精度数据采集系统的设计与实现

基于AD7712的高精度数据采集系统的设计与实现
李晋华
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2007(30)10
【摘要】AD7712是美国AD公司推出的低成本24位模数转换芯片,采用∑-△技术,受环境噪声的影响比较小.结合当前实时数据采集系统要求精度高的问题,提出了一种基于AD7712的高精度实时数据采集系统的设计及具体实现方法.根据系统设计要求,详细给出了硬件电路的设计和软件流程,并应用于现场测试得出结果,证明该数据采集系统完全满足高精度的要求.
【总页数】3页(P39-40,43)
【作者】李晋华
【作者单位】中北大学,山西,太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】TP334.7
【相关文献】
1.基于AD7712高精度PCI数据采集系统的设计与实现 [J], 段新文;马俊;蒋天发
2.基于AD7175-2的高精度数据采集系统设计与实现 [J], 严小明;谭建宇;谢明
3.基于USB的高精度数据采集系统设计与实现 [J], 朱建华;姜立娣;沈建华
4.基于高精度定位的通用型GIS数据采集系统的设计与实现 [J], 吴斌晖
5.基于高精度定位的通用型GIS数据采集系统的设计与实现 [J], 吴斌晖
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浅谈高精度温度传感器的电路设计

浅谈高精度温度传感器的电路设计
频谱征兆在故障诊断中应用最广泛,反映在振动功率谱中,则是某些 特定的谱峰及能量的变化。例如采用功率谱来诊断活塞-气缸的间隙变 化,在不同间隙状态下,相同的侧推力将引起活塞撞击气缸套的速度发生 变化,从而撞击能量也相应变化,同时由于间隙改变,活塞在缸内的横向 运动也发生变化,使得撞击位置等随之变化,这些变化将使气缸表面的振 动特征发生变化,随间隙量增加,功率谱峰值增加,振动的总能量增加。如 果能将大量典型的振动信号频谱值以一定的表格形式存放在计算机中, 构成诊断用的频谱数据库,那么通过频峰的寻找对比,由其高度变化和各 种故障原因可能出现的频率分布概率,便可得出相应的诊断结论。但要得 到数据库的对应关系,则有赖于进行大量的模拟实验和经验积累。这往往 需要付出很大的代价,有时甚至是不可能作到的。因此实际使用中常采集 正常状态下的一组时域信号,通过付氏变换成频域信号,给出正常运行状 态的功率谱的极限指标,一旦超过此极限时,则将机器状态判定为异常运 行状态。
浅谈高精度温度传感器的电路设计
邓传坚 佟学志
(哈尔滨学院工学院电子信息工程,黑龙江 哈尔滨 150000)
摘 要:重点介绍了高精度温度传感的电路设计方法。 关键词:温度传感器;电路设计;高精度
在大多数的工业用测量控制监测体系中,温度测量传感电路的设计都 是一个重要的组成部分。它广泛应用于很多特定的环境控制处理计算中。 1 电阻式温度检测传感器设计电路
和电阻式温度检测传感器 RTD 相类似,热敏电阻传感器的工作原理也 是随温度的变化,电阻阻值相应变化。只是,一般的热敏电阻都拥有一个可计 算的负温度系数。热敏电阻传感器的主要优势是它们的价格低并且精度可以 接受。它们的缺点是温度范围非线性。然而,鉴于当今许多微控制器芯片上都 有片上闪存,可以建立一个可查询纠错的数据表来减少非线性问题带来的精 度影响范围。如果需要测量的温度范围在-100~300℃之内,则热敏电阻传感 器仍可以作为比较可靠的温度传感器精度

7711th参数芯片

7711th参数芯片

7711th参数芯片
7711是一款参数芯片,它具有以下特点:
1、7711芯片采用CMOS工艺,具有低功耗、高速、高精度、高可靠性等优点。

2、该芯片内置运算放大器,可以直接输入和输出模拟信号,具有较高的信号增益和较好的线性度。

3、7711芯片还具有自动校零功能,可以消除零点误差,提高测量精度。

4、该芯片适用于多种应用场景,如电压、电流、电阻、电容、温度等测量,以及信号调理、放大、滤波等处理。

5、7711芯片采用双列直插封装,便于安装和焊接,也方便与其他电路集成。

总的来说,7711是一款功能强大、性能优良的参数芯片,具有广泛的应用前景。

高精度就地指示温度计的设计

高精度就地指示温度计的设计

高精度就地指示温度计的设计摘要贲文介绍了一种高精度数字式就地指示温度计。

使用Pt1000热电阻做测温传感器,采用典型的三线制接线方法来实现热电阻采样检测电路及导线的补偿。

设计了微功耗高分辨率、高精度采样A/D通道,使得在-100℃~300℃范围内,测量精度达到了0.02%。

设计了微功耗的控制核心MCU电路,微功耗采样和控制电路、微功耗配套电源和微功耗显示模块及键盘,在使用一节2AH/3.6V的AA型锂电池的情况下能够连续工作三年。

提供了数字校准技术,方便用户在更换传感器后自行进行系统校准。

关键词铂电阻;温度计;高精度;微功耗;数字校准DESIGN OF HIGH-PRECISION ON-SPOTTHERMOMETERABSTRACTThis design introduced a high-precision on-spot digital thermometer. It use PT1000 thermal resistance as the temperature sensor, and it use the classical three lines system. In the range of -100℃~300℃ the measure precision can be 0.02%.And it designed a low power consumption of sampling; control; power and the display circuits. With a 2AH/3.6V AA Li-battery it can be used for three years. And this design can be digital calibration to facility the user to calibrate himself.KEYWORDS PT resistance;thermometer;high-precision; low power consumption; digital calibration.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1.前言 (1)2. 设计说明 (2)2.1结构框图 (2)2.2 设计步骤 (2)2.3 设计要达到的功能 (2)3.各模块方案论证与比较 (3)3.1控制系统核心 (3)3.2 显示部分 (3)3.3 测温原件 (4)3.4 AD的选择 (4)3.5 热电阻的接法 (5)4 .硬件设计 (6)4.1 传感器检测电路设计及温度检测原理 (6)4.2 MCU及外围电路设计 (7)4.2.1控制部分 (7)4.2.2 系统低电压检测部分 (8)4.2.3 系统显示和按键部分 (8)4.2.4 系统稳压电源设计 (9)5. 软件设计 (9)5.1 程序流程图 (10)5.2 功耗控制软件设计方案 (10)5.3 系统中R与VR参数校准方法及软件设计方案 (11)5.4 传感器校准软件设计方案 (12)6. 测试与分析 (12)6.1 系统精度测试分析 (13)6.2 系统功耗测试分析 (13)7. 设计总结 (14)参考文献 (15)附件一:电路图 (16)附件二:器材清单 (17)附录三:程序 (18)附件四:PT100铂电阻分度表 (36)致谢 (39)1.前 言温度传感器作为21世纪具有发展前景和影响力的一项高科技产品,正引起国内外工业电子信息界的高度重视。

一个基于pt100的温度测量系统

一个基于pt100的温度测量系统

一个基于PT100的温度测量系统刘季光李玉昆赵红岩信息工程部辽宁省立交流学院沈阳中国邮箱:liujiguang@摘要——温度测量系统主要是由微型控制单元MCU、温度传感器和模拟数字转换器ADC构成的。

该模型的MCU是STC10F12.ADC的模型是AD7711,AD7711可以实现信号调节和模拟数字转换,也可以不断为PT100提供恒定的电流源。

这种温度测量系统有很多特性,比如说精度高、体积小、微功耗、抗干扰能力等。

关键字温度测量系统,MCU,PT100,AD7711,ADC1.介绍在工业上有很多测量温度的方法。

最常用的是使用PT100。

很多类型的温度测量系统都是由PT100组成的。

PT100的典型电路是建立起一个恒定电流源或是包含电阻的电桥。

正是PT100自身所含的特点,使得信号调节电路更加地复杂。

并且最重要的是解决恒定电流源这个问题。

在比较之后,AD7711芯片已经被选中作为PT100测量电路的核心部件,因为AD7711可以为PT100实现信号调节和模拟数字的转换并且提供恒定电流源。

这可以简化整个电路设计。

基于以上想法,一个温度测量系统的图解就形成了。

这个温度测量系统的指令框架图解就如图形1所展现的那样。

图形1 测温系统框架图解2.PT100金属铂的电阻会随温度的变化而改变,并且它的稳定性和重复性好。

由铂制成的传感器叫做铂电阻温度传感器。

比如说PT100,PT1000.它们都被广泛地应用于工业温度的测量。

这个热电偶在-200摄氏度到+800摄氏度的温度范围内更精确并且呈现更好的线性关系。

PT100电压的降低比热电偶的输出要大得多。

并且不需要冷端补偿。

而且,PT100也有其他的一些优点,比如说抗震动抗腐蚀有良好的相互转化性、重复性和稳定性。

它经常用于低中温测量上。

PT100的PT后的100表示在0摄氏度下铂的电阻是100欧姆。

当温度是100摄氏度时电阻就是138.5欧姆。

方程1和2就是PT100的电阻值和温度的函数关系(电阻在0摄氏度时是100欧姆)如果测量的准确度不是特别高的话,这个函数关系可以用3表示。

基于AT89C51单片机的高精度测温系统的研制

基于AT89C51单片机的高精度测温系统的研制

duced,in the system a kind of platinum resistor Pt l 00 is used as the temperature sensor and the least square method is applied to eliminate the non—linearity of Ptl00 platinum resistor.In the system a 24 bit∑一A analog to digital conversion AD7714 was applied,using AD7714 makes the resolving—rate of measuring system arrive at 0.001℃.The least square method optimization makes the measuring error less than 0.01%。
(1)
令:R,一R。一5.1k12,
设R。一R。+R。。,R。=R。(At+Bt2)
式(1)可表示为:
Uo一一(Ro+R1)u(I再‘’R1 R1+ia,)R△ K“t
(Lz2J)
将AD7714可编程放大器PGA的增益设为K。一
20.2638,因此:
u。一丽菇拱杀面R△t 。‘ (R。+R。)(R。+R,+R。)““
5结

图2两张典型的操作画面
标定原理:由于DA码值和输出信号成正比且线 性。根据此特性,只需要标定准确的4mA和20mA对 应的码值,中间值输出只需进行线性变换计算即可。
DA输出对应的仪表内部码值范围为0x0000~
OxFFFF
设rn为4mA对应码值,n为20mA对应码值 y,为待测电流1,Y:为待测电流2

AD771X与单片机接口电路设计

AD771X与单片机接口电路设计

AD771X与单片机接口电路设计0 引言随着嵌入式系统在测控领域的不断发展,单片微处理器已被广泛地应用于测量系统,利用其处理速度快、集成度高、系统结构简单、控制功能强、易于模块化等优点,降低了测量系统的制造成本,大幅提升了测量系统的数据处理能力,增强了系统运行效率与稳定性。

在测量系统中,诸如温度、压力这些模拟量的采集处理主要靠a/d转换器来实现,而要实现高精度的数据测量,则必须采用高分辨率的a/d转换器。

ad771x是analog devices公司推出的24位a/d转换器系列,采用电荷平衡技术,可直接测量传感器输出的微弱信号,测量精度达到24位无丢失编码,适用于宽动态范围低频、高精度工业级的信号测量。

80c196是intel公司推出的一种准16位单片机系列,寄存器兼有ram和累加器的功能,消除了一般累加器结构存在的瓶颈现象,提高了数据处理执行效率,且中断源丰富,具有全双工串行接口和多种功能的并行接口。

ad771x与80c196的特点,决定了二者组合非常适合应用于高精测量、自动化仪表与控制等领域。

本文将以ad7710与80c196之间的数据通信接口为例,详细分析ad771x型a/d转换器与单片微处理器之间接口电路设计方法。

1 硬件设计1.1 串行口连接电路单片机通常都具有全双工的硬件串行接口,可以方便地利用它与ad771x进行串行口通信。

在外部时钟工作方式下,利用单片机查询方式,ad7710可直接与单片机80c196的硬件串行接口连接。

将80c196的p1.5与ad7710的drdy非直接连接置为输入端接受查询信号,串行口的rxd连接sdata读写数据,txd连接slck输出串行时钟,其接口电路设计原理图如图1所示,此时,80c196的串行口工作于方式0,查询方式。

图1 ad7710与80c196单片机串行口连接电路1.2 高速输入(hsi)口连接电路ad771x是一种先转换后输出的串行输入输出的a/d转换器,芯片本身对数据传输的波特率没有严格要求。

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第27卷 第9期2005年9月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNA L OF WUH AN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y V ol.27 N o.9 Sep.2005基于AD7711的高精度温度传感电路设计黎 庶(武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063)摘 要: 主要对由AD7711组成的数字温度计硬件和软件进行了探讨和研究,内容包括AD7711的特点,内部时序和外部接口,详细说明了AD7711的功能特点和工作方式,简要论述了其在RT D 高精度温度测量中的应用。

并给出了数据采集系统中AD7711与单片机的接口方法,包括硬件接口电路和软件程序设计。

并列出了部分汇编源程序。

关键词: AD7711; 热电阻传感器(RT D ); Σ2Δ转换结构; 外部时钟模式中图分类号: T N 919.5文献标志码: A 文章编号:167124431(2005)0920104203Design of H igh 2accuracy Temperature Sensing Circuit B ased on AD 7711LI Shu(School of Energy and P ower Engineering ,Wuhan University of T echnology ,Wuhan 430063,China )Abstract : Researched digital therm ometer hardware and s oftware made up of AD7711mainly.The characteristics and interfaces are described.Described the functions and operating m odes of AD7711,als o discussed in brief the application in high 2precision temperature measurement.Interface technology of AD7711to microcomputer and the collecting 2dates system is described in detail ,including hard 2ware circuit ,s oftware ,and has listed the s ource program partly.K ey w ords : AD7711; RT D ; sigma 2delta hardware structure ; external clocking m ode 收稿日期:2005205228.作者简介:黎 庶(19642),男,硕士,工程师.E 2mail :lishuabc @1 问题的提出温度是表征物体冷热程度的物理量,是工业生产和科学实验中一个非常重要的参数。

物质的许多物理现象和化学性质都与温度有关。

它一般约占生产过程中全部过程参数的50%左右,许多生产过程都是在一定的温度范围内进行的。

因此,温度检测仍有很重要的地位[1]。

目前在温度测量中经常用到NTC (热敏电阻)测温技术、半导体温度传感器测温技术、铂电阻(RT D )测温技术、热电偶测温技术等等。

各种测温技术各有优缺点。

在不同的领域都有其最适合的应用之处。

在铂电阻测温技术中,电阻温度探测器(RT D )运用了材料的电阻随温度改变这一物理特性,并在广泛领域里得到应用。

在某些情况下,可以取代热电偶,理由是:热电偶需要专用导线和冷端补偿,而RT D 则不需要。

RT D 可以测量到400℃或者更高的温度。

RT D 是金属传感器,有良好的线性和高温稳定性,所以,热电阻测温技术有着广阔的应用空间,但成本高,需要复杂的测量电路。

AD7711的串行通信口允许简易地连接到工业标准的微处理器上,微控制器和数字处理器提供一个灵活的布局,一个对AD7711的串行读取可以访问输出寄存器、控制寄存器或校准寄存器的数据,一个对AD7711的串行写可以将数据写入控制和校准寄存器。

且AD7711采用电荷平衡式A/D 转换器,24位分辨率,24位无漏码,输出±0.0015%非线性度;采用Σ2Δ转换结构[2,3],噪声小、抗干扰能力强,适合对RT D 的输出模拟信号直接采集。

因此,研究以AD7711为采集芯片的精密温度巡回监测系统,具有十分重要的意义。

2 AD7711的数字接口的设计系统采用常用的微处理器AT89C52单片机和微机实现温度数据的采集与处理,可完成测温点的温度检测功能,具有自动化程度高,操作方便,精度高等优点,可应用于多种场合的温度测量系统中。

2.1 AD7711的外部时钟模式AD7711有2种工作模式:自时钟模式和外部时钟模式。

为了保证和单片机可靠连接,选用外部时钟模式。

接口通过将M ODE 引脚置为低电平,将AD7711设置为外部时钟模式。

在这个模式里,AD7711的SC LK 被设定为一个输入端,而且必须对SC LK 引脚提供一个外部的串行时钟。

这个外部时钟模式是为直接连接到能提供使串行数据输出同步的微处理器上而设计的,包括像AT89C52、T MS320F240[4]、68HC11、68HC05等的微控制器。

1)外部时钟模式读操作 数据可以从输出寄存器,控制寄存器和校正寄存器读取。

A0确定是对控制寄存器还是输出/校正寄存器进行数据读取。

这个A0信号必须在串行读取操作期间保持有效。

A0为高电平,访问输出或校正寄存器。

A0为低电平,访问控制寄存器。

DRDY 的功能只依靠于设备的输出更新率和输出数据寄存器的读取。

DRDY 在一个新的数据字出现在输出寄存器时变为低电平。

当数据的最后一位(第16位或者第24位)被从输出寄存器中读出时它将被重置为高电平。

如果数据未被从输出寄存器读取,DRDY 仍旧保持为低电平。

输出寄存器将继续以输出更新速率被更新,DRDY 将不对此做指引。

在这个环境下一个对设备的读取指令将访问在输出寄存器里最新近的字。

如果当数据正在被读取时一个新的数据出现在输出寄存器,DRDY 将不对此作指引,而新的数据将丢失。

DRDY 不被控制寄存器或校正寄存器的读取所影响。

对输出数据寄存器的访问只能在DRDY 为低电平时进行。

如果RFS 在DRDY 为高电平时变为低电平,数据传输将不会发生。

DRDY 不会对控制寄存器或校正寄存器的读取有任何影响。

图1和图2展示了在外部时钟模式下对AD7711的进行读取的时序图。

图1展示了一个读操作对AD7711进行所有数据读取的情况。

图2展示了通过多个读操作对AD7711进行数据读取的情况。

2个读操作都展示了AD7711的输出寄存器的读取。

控制寄存器和校正寄存器的读取与此相象,但在这些情况下DRDY 与读取功能没有关联。

图1展示在数据字传输期间RFS 保持为低电平时对AD7711的一个读取操作。

DRDY为低电平,RFS 输入被置为低电平。

在读取和写操作之间输入的SC LK 信号应当是低电平。

RFS 变为低电平将被读取的字的MS B 最高有效位放置在串行数据线上。

所有之后的数据位在串行时钟的高到低的跃迁时被记录,而且这些数据位在这个时钟接下来最先的那个上升沿有效。

倒数第二个SC LK 时钟的下降沿在LS B 最低有效位的外面,最后一个SC LK 时钟的下降沿将DRDY 重置为高电平。

这个DRDY 的上升沿关闭串行数据输出。

图2展示在RFS 在字的传输期间返回高电平接着返回低电平对剩余数据字的访问时的读操作时序图。

定时的因素和作用与图1所描述的很相似,但是,图2有很多的附加时间去展示当RFS 返回为高电平在一个字的传输的中段时的时间关系。

RFS 应在SC LK 的低电平期间返回高电平。

在RFS 的上升沿,S DAT A 输出被关闭。

不管RFS 在读操作期间改变状态的次数,DRDY 保持低电平而且将保持至数据字的所有位被从AD7711读出为止。

根据在501第27卷 第9期 黎 庶:基于AD7711的高精度温度传感电路设计 SC LK的下降沿和RFS的上升沿之间的时间,下一位(BIT N+1)会在RFS变为高电平之前出现在数据总线。

当RFS再次返回为低电平,它激活S DAT A输出。

当整个字被传输,DRDY将变为高电平来关闭S DAT A输出。

2)外部时钟模式写操作 数据可以被写进控制寄存器和校正寄存器。

在这2个情况下,写操作不受到DRDY的影响,写操作同样不会对DRDY的状态有任何影响。

一个对控制寄存器和校正寄存器的写操作必须总是将24位写至各自的寄存器里。

图3展示TFS保持低电平在写操作期间一个对AD7711的写操作。

A0确定一个写操作是传输数据至控制寄存器还是校正寄存器。

这个A0信号在串行写操作期间必须保持有效。

和之前一样,串行时钟在读和写操作之间应该为低电平。

数据在这个与作为第一个被传输的MS B(最高有效位)的SC LK信号的高电平时候记录到AD7711;在最后一个起作用的SC LK的高电平时期,最低有效位LS B被装入AD7711。

2.2 单片机与AD7711的接口电路由于AT89C52单片机的串行口要与上位机进行通信,所以,本设计中采用AD7711与P2口相连。

P2.3与A0相连来选择寄存器;P2.7与SC LK相连,读写信号的时钟信号由P2.7给出;P2.4与S DAT A脚相连, S DAT A脚串行数据由P2.4读入或写出;P2.0与RFS脚相连,P2.1与TFS脚相连,P2.2和DRDY相连[5]。

3 温度检测系统的编程编写温度采集程序的成败,很大程度决定对AD7711时序图的理解。

读写数据、控制、校准寄存器都通过S DAT A数据线串行读写。

数据A/D转换完毕后DRDY置低,RFS置低使读取数据有效,每次SC LK上升沿时读一位数据[6]。

读写时序如图1和图3所示。

根据读写时序编写的部分程序代码如下:控制字写操作程序: 入口参数:(R2R1R0)=控制字初值WR24:M OV R2,#0ACH;M OV R1,#0C0H;M OV R0,#41H;控制字初值M OV R4,#24;计数器初值SET B P2.1;TFSSET B P2.0;RFSC LR P2.7;C LKWR:C LR P2.1;TFSM OV A,R0;R LC A;M OV R0,A;M OV A,R1;R LC A;M OV R1,A;M OV A,R2;R LC A;M OV R2,A;控制字左移一位M OV P2.4,C;输出一位SET B P2.7;NOP;NOP;C LR P2.7;产生一个移位脉冲D JNZ R4,WR;循环24次NOP;SET B P2.1;结束写操作RET;返回数据读操作程序:(略)4 结 语AD7711以其优越的性能、方便的接口、极少的外围元件和低功率损耗,在高精度温度测量系统中发挥了重要作用。

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