高溫溫度計實現(xiàn)方案

文中設(shè)計了一種便于攜帶，且實用又能適應(yīng)高溫環(huán)境的高溫溫度計。系統(tǒng)是基于Pt100的高溫溫度計，Pt100模擬溫度傳感器對環(huán)境溫度進(jìn)行采集，然后把采集的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳給單片機(jī)，單片機(jī)接收數(shù)據(jù)并處理后，在液晶屏上顯示測量的溫度值。

　　高溫溫度計的原理框圖如圖1所示。

　　1 系統(tǒng)主要硬件設(shè)計

　　1.1 電源電路

　　系統(tǒng)用3節(jié)5號干電池串聯(lián)，電壓接近4.5 V，剛好滿足設(shè)計的電源電壓要求。電源處理芯片的選擇方面考慮的重點(diǎn)是效率高、工作電壓低、體積小，經(jīng)過仔細(xì)對比后，選擇了以下電源處理芯片。

　　TL431是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意的設(shè)置到從Verf 2.5～36 V范圍內(nèi)的任何值。在本文中用作橋式測溫電路的參考電壓，還具有多種應(yīng)用，例如：分流校準(zhǔn)器、串聯(lián)校準(zhǔn)器、開關(guān)校準(zhǔn)器、電壓參考等。

　　在T1431與電源引腳間加上一個100 Ω電阻用于限流，地引腳端直接接地，電壓輸出2.5 V接到橋式測溫電路作為基準(zhǔn)電壓，注意基準(zhǔn)電壓必須穩(wěn)定，不然會影響測溫準(zhǔn)確性。

　　LM1117是具有穩(wěn)定的電壓輸出的校準(zhǔn)器，可以輸出穩(wěn)定的1.2 V，1.5 V，1.8 V，2.5 V，2.85 V，3.3 V，5 V等電壓。設(shè)計中用LM1117穩(wěn)壓至3.3 V為A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、放大器提供穩(wěn)定的電壓保證。在電源和地引腳之間加上電容C4和C5用于去耦濾波。

　　Intersil公司生產(chǎn)的ICL7660是提供雙電壓的COMS集成芯片，它在提供正負(fù)電壓方面有獨(dú)特的優(yōu)勢。ICL7660可以提供+1.5～+10 V和-1.5～-10 V的正負(fù)電壓。ICL7660正輸出電壓Vout+和負(fù)輸出電壓分別接入INA126電源的正負(fù)極。電源模塊的電路原理如圖2所示。

　　圖2中VCC5是電源電壓，經(jīng)過LM1117芯片輸出為3.3 V，為INA126(儀表放大器)、ADS7816和ICL7660供電。經(jīng)過TL431輸出2.490 V的電壓，為橋式放大電路和ADS7816提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓。ICL7660把+3.3 V轉(zhuǎn)換為-3.3 V，為儀表放大器提供負(fù)電壓。因為單片機(jī)和液晶顯示器的工作電壓范圍廣，所以VCC直接和總電源相連。

　　1.2 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊

　　因為Pt100是模擬溫度傳感器，且溫度測