温控系统的信号采样放大及A/D转换电路设计

技术分类: 电源技术  模拟设计  | 2006-12-09
来源:微计算机信息 | 作者:郑爱红 周仲

在应用时,各元件阻值可按照上图中选取,实际放大倍数应该根据系统需要通过微调Rv2得到。  

         A/D转换芯片选择首先取决于控制系统对分辨率的要求,在本系统中要求达到控制温度范围为20~100摄氏度,控制精度为0.25摄氏度,则分辨率为:  

         100/0.25=400  

        若选用8位的A/D转换则分辨率为256,不能满足要求,故需要选用转换位数更高的芯片。本系统选用12位的A/D转换芯片ICL7109,该芯片是双积分型的,具有精度高,低噪声,低漂移,具有防尖峰干扰能力,价格低廉,不过由于是双积分型,故转换速度较慢,转换时间为30ms,但在本系统中已经足够。ICL7109有14位输出,低12位为A/D转换值输出,OR为溢出标志输出,当转换值溢出时该位输出高电平;POL为极性输出,输入电压信号大于零时该位输出高电平。14根数据线与单片机数据总线的接法为:B1~B8分别接P0.1~P0.7,B9~B12,OR和POL分别接P0.1~P0.5,如下图所示。CPU对A/D转换数据的读取通过依次选通LBEN和HBEN端口两步完成。由于用3-8译码器SEL1和SEL2来选通LBEN和HBEN。所以可以得到A/D转换数据的地址为: 

  A

        ICL7109的RUN/HOLD引脚悬空,表示芯片工作在连续转换状态,在该状态下,每隔8196个时钟周期(约30ms)完成一次转换,并将转换值置于输出三态缓冲中等待读取。这样,在我们需要读取数据时,直接通过选通LBEN或HBEN进行读取可从输出缓冲器中读出数据。

         三.看门狗电路

   为了防止系统受干扰而使程序丢失,或者走进死循还而使系统死机,应加入看门狗电路,以保证系统的可靠性。其电路连接如下图所示。图中当P1.7为低电平时,三极管Q2不导通,电流由“+5V R1 C1地”对电容C1充电;当P1.7为高电平时,三极管Q2饱和导通,

看门狗电路连接图

   电容C1通过“Q2 R3 地”放电。这样我们通过在程序运行中定时对P1.7脚进行置位和清零操作,便可以保持Q2集电极为低电平。当程序进入死循还,不能对P1.7口进行置位操作,那么电路就会对电容持续充电,使Q2集电极电平持续上升,当上升到高电平电压时,单片机系统复位,程序重新开始运行,达到看门狗功能。电阻R1与电容C1值应根据程序运行情况选择,R1越大,充电电流越小,电平上升时间就越长,反之则反。R4和D1起电源指示作用,R2和按钮构成手动复位电路。

         结束语:

   本文所涉及到的温度控制系统具有温度显示准确,反馈响应及时,控制及时及控制效果佳,已经是一个成熟的产品,在实际应用中收到了良好的效果。

         参考文献:

1.何立民 编 《单片机应用技术选编(1)》 北京航空航天大学出版社 1993.2

2.何立民 编 《单片机应用技术选编(2)》 北京航空航天大学出版社 1994.4

3.童诗白 编 《模拟电子技术基础》 高等教育出版社 1988.5

4.赖寿宏 编 《微型计算机控制技术》 机械工业出版社 1999.5

5.何希才 编 《传感器及其应用电路》 电子工业出版社 2001.3

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