温度检测电路设计方案汇总(四款模拟电路设计原理图详解)

来源:网络整理 作者:2018年02月06日 14:02

温度检测电路设计方案(一)

温度检测电路通常由温度探测、数模转换以及结果处理等部分组成。温度探测电路将环境温度转换成对应的电信号,模数转换电路将电信号转换成数字量,然后送处理器进行必要的处理,从而获得相应的环境温度参数,如图1所示。

其中,温度检测部分一般采用热敏电阻,但是热敏电阻精度比较低,响应速度较慢。目前出现了一些专用的温度探测芯片,精度大大提高,而且对温度改变的灵敏度也达到了非常高的标准,如NaTIonal公司的IM35系列。

温度探测电路一般是将温度的变化转化为电压信号的变化,因此需要通过模数转换电路转换成数字信号才能为处理器所接受,从而通过计算获得真实的温度信息以便处理器进行进一步的处理。

下面以NaTIonal公司的IM35系列温度传感器和AD公司的AD7812模数转换器为例,讨论基于支持串行总线多通道、高精度温度检测方案的设计思想。其电路原理框图如图2所示。

温度检测电路设计方案汇总(四款模拟电路设计原理图详解)

电压正比于当前环境温度,在室温下,它的探测精度可以达到±1/4。C,在一55~+150℃区间,它的精度可以达到±34~C,它的典型变化趋势是温度每变化l℃,电压变化10mV,其温度/电压转化公式为:

V一10mV/℃·C(1)

式中:为转换输出电压,C为系统实际温度。

AD7812是一种串行AD转换芯片,它支持最多8通道输入(AD78ll为4通道),这样我们就可以很容易的设计支持多路温度检测的电路。

AD7812的工作方式由一片内部控制寄存器决定,它可以由Convst脚的脉冲输入启动转换,也可以通过软件控制完成转换,在实际设计中,由于软件控制更加灵活,所以一般采用软件控制的方法进行转换,它的控制寄存器定义如下:

温度检测电路设计方案汇总(四款模拟电路设计原理图详解)

软件编程

软件控制主要针对AD转换芯片AD78l2进行控制。需要完成模数转换、串行数据读取等功能。AD7812有两种工作状态,模式1在转换完成后不关闭电源;模式2在转换完成后关闭电源。一般情况下都选用模式l工作方式,以下就主要针对模式1工作方式展开讨论。

温度检测电路设计方案汇总(四款模拟电路设计原理图详解)

图3是一种典型的控制时序图,首先置PD0、PD1位为l,开启片内电源,使芯片开始工作;在下一个启动转换完成后,数据总线上数据就有效了,转换数据就可以串行输出了。从图中可以看出,第一次转换的数据是无效的,这是因为片内电源还未开启,这是编程者需要注意的地方。

温度检测电路设计方案汇总(四款模拟电路设计原理图详解)

图4就是实际通讯时序图。RFS是接收数据同步信号,TFS是发送数据同步信号。平时,Dout的输出处于高阻状态,在RFS上升沿后的第一个SCIK上升沿,Dour输出数据有效,在第11个SCIK上升沿后,Dour重新回到高阻状态;在TFS下降沿后的第一个SCIK下降沿。Din线上的数据串行移入片内,在第l3个SCIKF降沿,片内控制寄存器内容被更新。在这里要注意,SCIK时钟个数一定要保证,否则容易产生问题。

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