Papel Pt100
Diagrama de bloques del circuito
Descripción del diseño de cada unidad funcional
Detección de temperatura:
Para colección Para Para los parámetros de temperatura del objeto controlado, se selecciona PT100 como sensor de temperatura en el diseño porque PT100 tiene buena linealidad dentro del rango de detección requerido por el sistema y es muy bueno cuando cambia entre 0 y 100 grados Celsius a temperatura ambiente. Por cada cambio de un grado Celsius en la temperatura, el valor de resistencia cambia en aproximadamente 0,39 ohmios. Cuando la temperatura del objeto controlado cambia, se detectará y se enviará a la etapa posterior.
Debido a los requisitos de alta precisión del circuito, se selecciona un regulador de voltaje TL431 para proporcionar un voltaje de referencia para garantizar la precisión y confiabilidad de la medición de temperatura.
Conversión de TV:
Después de que el PT100 detecta el cambio de temperatura, el valor de resistencia cambia en consecuencia. Para facilitar el procesamiento, se conecta un puente después de la detección y la temperatura se convierte en voltaje a través del puente, lo que mejora la linealidad del sensor de temperatura. Como se puede ver en la figura, la fórmula del valor de voltaje introducida desde el puente en el extremo no inversor y el extremo inversor de la primera etapa se puede calcular de la siguiente manera:
u? =U+=?
Donde Vref es el voltaje de referencia estable en ambos extremos del regulador de voltaje TL431, que es de 2,5V.
Amplificación de señal
Cuando la temperatura es de 0 grados centígrados, la resistencia del TP100 es de 100 ohmios, de modo que el puente está equilibrado y el voltaje terminal de la primera etapa es igual a el voltaje terminal de los dos terminales de entrada del amplificador operacional. Cuando la temperatura es de 0 grados Celsius, la resistencia no es igual a 100 ohmios y hay una diferencia en la entrada del amplificador operacional, que se amplifica en dos etapas.
El amplificador operacional es el LM358. Para evitar errores no lineales causados por una alta amplificación de una sola etapa, se utiliza una etapa tripolar de doble cara. La amplificación de la etapa frontal es 1+90/10 = 10 veces y la amplificación de la etapa trasera es 1+20. /10=3 veces. El total La ampliación es 30x.
Unidad de control MCU
El circuito periférico amplifica y filtra los cambios de temperatura detectados y los envía al puerto PD0 del pin de entrada de conversión analógico a digital del MCU. El microcontrolador lee continuamente el valor de voltaje del puerto PDO, realiza una conversión AD interna al valor de temperatura que se mostrará y lo envía a la pantalla LED. El valor de resistencia del sensor de temperatura cambia de 0 a 100°C, y el valor de resistencia correspondiente es 100~138. El rango de voltaje de salida del amplificador operacional es 0 ~ 2,28 V. El microcontrolador detecta y lee el pin del puerto PD0, lo convierte en una cantidad digital correspondiente y lo convierte en 0-100 grados después del procesamiento por parte del microcontrolador y lo envía a Un tubo digital externo para visualización.
Pantalla de diodo emisor de luz
La pantalla adopta una visualización dinámica y el procesamiento de detección interna se envía inmediatamente a la pantalla de salida tan pronto como cambia la temperatura, lo que aumenta la precisión.
b: Diagrama esquemático
c: Diagrama de flujo del programa
d: Lista de programas
#Contiene? <mega 16.h>
¿#Contiene? & ltdelay.h & gt
#¿Definición? ¿ADC_VREF_TYPE? 0xc0//Parámetros de selección de fuente de referencia
¿Flash? ¿No firmado? ¿Ciel? ¿Tabla [11]? =?{0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x 39};
/*Función ADC*/
/*Entrada Parámetros: adc_input*/
/*Parámetros de exportación: ADCW*/
¿Sin firmar? int? read_adc(unsigned?char?adc_input)
{
ADMUX=adc_input? |?(ADC_VREF_TYPE?&?0x ff);
delay _ us(10);
ADCSRA | = 0x40
¿Cuándo? ((ADCSRA? & amp? 0x 10) = = 0);
ADCSRA | = 0x 10;
¿Regresión? ADCW;
};
/*Función de visualización dinámica*/
/*Parámetros de entrada: a, b, c, d*/
/*Parámetros de exportación: Ninguno*/
¿Sin firmar? ¿Ciel? led(¿sin firmar? char? a, sin firmar? char? b, sin firmar? char? c, sin firmar? char? d)
{
PORTB =table[a];
PORTD.0 = 0
retraso _ ms(1);
PORTB = 0x00
puerto 0 = 1; >
PORTB = tabla[b];
puerto 1 = 0;
retraso _ ms(1); p>
puerto 1 = 1;
PORTB = tabla[c];
puerto 6 = 0;
PORTB = 0x00
puerto 6 = 1;
PORTB = tabla[d];
puerto 7 = 0;
retraso _ ms(1);
PORTB = 0x00
puerto 7 = 1;
};
¿Anulado? Principal(vacío)
{?
¿Sin firmar? ¿Ciel? a, b, c, d, I;
int? adc_0, ADC_1;
/*Todos los puertos B se emiten y se utilizan como código de segmento*/?
PORTB = 0x00
DDRB = 0x ff;
/* Los dos bits superiores y los dos bits inferiores del puerto D se configuran como salida y se usan como bit código* /
PORTD = 0xc3
DDRD = 0x C3;
/*Configuración ADC*/
/*Reloj de división 500kHz * /
ADMUX=ADC_VREF_TYPE? y amplificador? 0xff
ADCSRA = 0x83
¿Cuándo? (1)
{
leer _ ADC(0);
adc_1=(¿Sin firmar? Dragon)ADCW * 1123/1024;
/*Procesar los valores y enviarlos al display*/
a = ADC_1/1000
b = ADC_1/100% 1;
0;
c = ADC _ 1/10% 10;
d = ADC _ 1% 10
led(a, b, c, 10; );
};
}
e: Consideraciones sobre el diseño de los componentes
Los componentes con las mismas funciones están más cerca.
Existe aislamiento a tierra entre componentes con diferentes funciones.
Preste atención a la combinación de componentes de alta configuración, componentes de baja configuración, componentes de complemento y componentes de parche.
Espaciamiento adecuado entre componentes. Especialmente piezas con carcasa metálica.
No hagas que la línea de señal de entrada sea paralela a la línea de señal de salida para evitar interferencias de reflexión de señal.
Los condensadores electrolíticos de filtro y los condensadores cerámicos de desacoplamiento están conectados entre la fuente de alimentación y la tierra de cada chip de circuito integrado.
fDiagrama de cableado de capa superior e inferior
Diseño de cables de alimentación y tierra
Para buses digitales de alta velocidad y señales sensibles, se realiza el procesamiento de paquetes.
Tierra digital, tierra analógica, tierra de audio y tierra del amplificador de potencia separadas. El cable de tierra está completamente cubierto de cobre.