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根据ADuC7122精细模仿微控制器的温度传感器电路设计

基于ADuC7122精密模拟微控制器的温度传感器电路设计-ADuC7122集成了多通道12位SAR ADC,12个12位DAC,1.2 V内部基准电压源,以及ARM7内核,126 kB闪存,8 kB SRAM以及各种数字外设,如UART,定时器,SPI ,以及两个I2C接口。 ADuC7122连接到4.7kΩ热敏电阻。

运用模仿MCULDO,外部热敏电阻和一些分立器材,您能够构建高精度的温度传感运用。

图1中的电路显现了Analog Devices ADuC7122精细模仿微操控器的作业原理可用于准确的热敏电阻温度监测运用。 ADuC7122集成了多通道12位SAR ADC,12个12位DAC,1.2 V内部基准电压源,以及ARM7内核,126 kB闪存,8 kB SRAM以及各种数字外设,如UART定时器,SPI ,以及两个I2C接口。 ADuC7122衔接到4.7kΩ热敏电阻。

根据ADuC7122精细模仿微操控器的温度传感器电路设计

图1:ADuC7122用作温度监控器,与热敏电阻衔接(简化原理图,一切衔接均未因为ADuC7122(7 mm×7 mm,108球BGA封装)的小外形尺寸,整个电路能够安装在极小的PCB上,然后进一步下降了本钱。

与RTD相似,热敏电阻是低本钱的温度灵敏电阻器,由固体半导体资料构成,具有正或负温度系数。热敏电阻价格低廉,灵敏度高。它们检测温度的细小改变,这是RTD或热电偶无法观察到的。可是,热敏电阻是高度非线性的;因而,假如不运用线性化技能,它们仅限于具有十分窄的温度规模的运用。电路线性化技能能够用软件完结。

虽然功用强大的ARM7内核和高速SAR ADC,ADuC7122依然供给低功耗解决方案。 ARM7内核运转在326.4 kHz且主ADC处于活动状况并丈量外部温度传感器,整个电路一般耗费7 mA。在温度丈量之间,能够封闭ADC和/或微操控器,以进一步下降功耗。

电路描绘

图1所示电路完全由USB接口供电。运用ADP3333(3.3V)低压差线性稳压器将USB的5 V电源调理至3.3 V. 3.3 V稳压电源为ADuC7122供给DVDD电压。如图所示,ADuC7122的AVDD电源具有额定的滤波功用。滤波器也放置在线性稳压器输入端的USB电源上。

在此运用中运用ADuC7122的以下功用:

12位SAR ADC。

ARM7TDMI内核:功用强大的16/32位ARM7内核,集成126 kB闪存和SRAM内存,运转用户代码,用于装备和操控ADC,处理来自热敏电阻传感器的ADC转化经过UART/USB接口操控通讯。

UART:UART用作主机PC的通讯接口。

两个外部开关/按钮(未显现)用于强制部件进入亮光发动方式。经过将DOWNLOAD坚持为低电平并切换RESET开关,ADuC7122将进入引导方式而不是正常用户方式。在引导方式下,能够运用USB接口经过I2CWSD东西从头编程内部闪存。

BUF_VREF:带隙参阅还经过缓冲器衔接到BUF_VREF1和BUF_VREF2引脚,这些引脚可用作体系中其他电路的参阅。这些引脚应衔接至少0.1μF的电容,以下降噪声。

电路中运用的热敏电阻为4.7kΩ电阻,型号为NCP18XM472。它选用0603外表贴装封装。图2电路中运用的热敏电阻在25°C时具有以下规范:ß= 3500(ß参数描绘电阻与温度的联系)和电阻(R25)=4.7kΩ。

根据ADuC7122精细模仿微操控器的温度传感器电路设计

图2:选用ADuC7122完成的简略温度传感器电路。

ADuC7122的USB接口选用FT232R UART转USB收发器完成,可转化USB直接向UART协议发送信号。

除了图1所示的去耦之外,USB电缆自身应该有一个铁氧体,以添加EMI/RFI维护。该电路中运用的铁氧体磁珠是Taiyo Yuden,BK2125HS102-T,在100 MHz时阻抗为1,000Ω。

电路有必要在具有大面积接地平面的多层PC板上构建。有必要运用恰当的布局,接地和去耦技能来完成最佳功能。

图2中的输入热敏电阻电路设计用于在0°C至90°C规模内进行准确的温度丈量。请留意,此体系不包括温度校准。该电路包括一个简略的热敏电阻电路,不包括电路线性化。假如该电路选用线性化技能,它能够在更宽的温度规模内作业;但是,这会下降传感器的分辨率。

图2中的电路设置为分压器装备。这将答应咱们运用以下公式将ADC成果D转化为RTH(热敏电阻)电阻的丈量值:

根据ADuC7122精细模仿微操控器的温度传感器电路设计

一旦核算出热敏电阻的电阻,就能够运用Steinhart-Hart方程确认当时的温度传感器。 Steinhart-Hart方程的简化ß参数改变的传统方式为:

根据ADuC7122精细模仿微操控器的温度传感器电路设计

其间:

T2 =不知道温度V1 =298Kβ=热敏电阻@ 298K或25°C的β参数。 β= 3500 R25 =热敏电阻@ 298K或25°C的电阻。 R25 =4.7kΩRTH=热敏电阻的电阻@不知道温度,由上式核算得出

图3描绘了ADuC7122对图2中具体阐明的热敏电阻传感器的呼应温度。

根据ADuC7122精细模仿微操控器的温度传感器电路设计

图3:ADuC7122热敏电阻传感器丈量输出(转化为伏特),ADCO与温度的联系。

代码阐明

源代码和超级终端装备用于测验衔接电路的文件能够经过www.analog.com/CN0153_Source_Code下载为zip文件。

UART装备为波特率为9600,8个数据位,无奇偶校验且无流量操控。假如电路直接衔接到PC,则能够运用通讯端口检查运用程序(如HyperTerminal)检查程序发送到UART的成果(图4)。对源代码进行了注释,以便于了解和操作。运用KeilμVision3运用程序编译和测验代码。

根据ADuC7122精细模仿微操控器的温度传感器电路设计

图4:HyperTerminal通讯端口检查运用程序的输出。

常见改变

ADP3333(3.3 V)可替换为ADP120(2.5 V),具有更宽的作业温度规模(-40°C至+ 125°C),功耗更低(一般为20μA与70μA比较,但具有较低的最大输入电压规模(5.5 V与12 V)。留意,能够运用规范JTAG接口对ADuC7122进行编程或调试。关于规范的UART至RS-232接口,FT232R收发器能够替换为需求3 V电源的ADM3202等设备。

此处描绘的热敏电阻电路能够适用于其他精细模仿微操控器,如ADuC7020系列,ADuC7023和ADuC7061系列。
来历;互联网

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