数字温度测量系统

2019-08-01 16:31发布

  0 引言
  在某企业开发的加工控制系统中,温度范围是-100℃~600℃,测量误差小于1%。针对本系统所需的温度测量要求,选用了精度高的铂电阻作为温度传感器,模数转换使用 MSP430F149内部的12位分辨率的ADC模块。温度测量系统具有低功耗、结构简单,使用方便,可以扩展成多路温度测量等优点。
  1 硬件设计
  根据测试系统所要求的测量范围,选用的传感器为铂电阻PT100,PT100的测量范围是-200到850,从PT100的分度表可以计算出线性度为,无法达到测量精度的要求,所以需要一个线性补偿的信号调理电路,线性补偿电路通过采用XTR105芯片,通过温度测量范围匹配电阻,从而达到设计要求。AD 转换用MSP430F149单片机内部12位分辨率的ADC。LCD是2行×16列的字符型液晶显示器。系统的电路框图如图1所示。

  1.1 MSP430单片机
  MSP430是德州公司新开发的一类具有16位总线的带FLASH的单片机,由于其性价比和集成度高,受到广大技术开发人员的青睐。它采用16位的总线,外设和内存统一编址,寻址范围可达64K,还可以外扩展存储器。具有统一的中断管理,具有丰富的片上外围模块,片内有精密硬件乘法器、两个16位定时器、一个12位的模数转换器、一个看门狗、6路I/O端口、两路USART通信端口、一个比较器、一个DCO内部振荡器和两个外部时钟,支持8M的时钟。对于 FLASH型则有十分方便的开发调试环境,因为器件片内有JTAG调试接口,还有可电擦写的FLASH存储器,因此采用先通过JTAG接口下载程序到 FLASH内,再由JTAG接口控制程序运行、读取片内CPU状态,以及存储器内容信息供设计者调试,整个开发都可以在同一个软件集成环境中进行。这种方式只需要一台PC机和一个JTAG调试器,而不需要专用仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和C语言。
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6条回答
i1mcu
2019-08-02 03:51



  RL选用时注意MSP430单片机ADC的参考电压,ADC的参考电压设置为外部电源电压3.3V,采用150的低温漂高精度电阻,RL的电压范围在 0.6V到3V之间,RL可直接接MSP430的模拟信号输入端进行模数转换。线性补偿电路设计中的电阻按照XTR105手册提供的计算方法来确定,其中 RZ为PT100在-100℃时的电阻(60Ω),R2为600摄氏度时的电阻(314Ω),R1=RTD Resistance at(-100+600)/2=194Ω,经过公式计算,RG=581Ω,RLIN1=4.3kΩ。z
  2 软件设计
  在程序设计中使用C语言编程,使用C语言设计将会带来一下几点好处:1:可以大大提高软件开发的工作效率;2:可以提高所设计的程序代码的可靠性、可读性、可移植性;3:设计者可以更多地集中在充分发挥MSP430的功能上。MSP430可以进行多个模拟通道的ADC模数转换,进行ADC模块设置时需要设置通道、参考电压等相关寄存器,由于ADC转换的数值是2进制的,转换值送LCD显示前要使转换值变换成ASCII型数据,程序流程如图3所示。



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