Pt1000熱電阻溫度測量

1、1工作原理本系統(tǒng)可以分為五大部分：熱電阻溫度采集、運(yùn)行狀態(tài)顯示、繼電器控制、鍵盤輸入、風(fēng)向步進(jìn)電機(jī)控制。2.1熱電阻溫度采集熱電阻傳感器以其溫度特性穩(wěn)定、測量精BAT1度高的特點(diǎn)，在大型中央空調(diào)得到R1Ik:t1O00熱電阻溫度測量電路，IIk了廣泛的應(yīng)用。t10lR4lhJ16k.R6,RTMO1R5采用PtlOOO熱電阻作為溫度傳感器的測量電路原理圖如Ed所示。熱電阻Rt與三個(gè)電阻接成電橋。當(dāng)溫度變化時(shí)，使得運(yùn)算放大器的同相輸入端的電位發(fā)生變化，經(jīng)過運(yùn)算放大器放大之后輸入到Atmega16單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。由于單片機(jī)采用5V電壓作為ADC的參考電源，而電橋在溫度變化為0100C時(shí)，輸出電

2、壓范圍為00.7V,所以確定運(yùn)算放大電路的放大倍數(shù)為7,以獲得最佳的測量結(jié)果。運(yùn)算放大電路的電阻按以下公式確定：Ru5=0Ru4iRR/RTOC o 1-5 h z654取R6k,Rlk,R860Q。輸出電壓變化范圍大致是05V。546由于ADC的轉(zhuǎn)換精度為10,故當(dāng)輸入電壓為5V時(shí)，其采樣值為1023,根據(jù)電橋平衡原理,可得到以下公式：5VNR1 HYPERLINK l bookmark14U(t一)(1)71023R+R20t其中，NADC數(shù)據(jù)寄存器的值，U電橋電源電壓，RPt1000在0C時(shí)的電阻10000。0Pt1000熱電阻的阻值按以下公式計(jì)算：R，R(1+At+B12)(2)t0R

3、t溫度為t時(shí)鉑熱電阻的電阻值，0；t溫度，C；Rptiooo在oc時(shí)的電阻looo。0A分度常數(shù)，A=0.0038623139728B分度常數(shù)，B=-0.00000065314932626用VisualBasic.Net根據(jù)以上公式(1)、(2)生成用N來查找溫度t的程序表格，其代碼如下：PrivateSubPt1000()Me.Cursor=Cursors.WaitCursortxtTab.Clear()DimUAsInteger=9電橋電源電壓熱電阻0度時(shí)的電阻值DimPt1000_R0AsInteger=1000DimnAsIntegerDimsngTAsSingleDimsngRtAs

4、SingletxtTab.AppendText(constfloatPt1000Tab=&Chr(13)&Chr(10)Forn=0To1023sngRt=(10000*n+7161000*U)/(7161*U-10*n)sngT=(-const_A+Sqrt(const_A2-4*const_B*(1-sngRt/PtlOOO_RO)/(2*const_B)Ifn1023ThentxtTab.AppendText(Format(Abs(sngT),0.0)&,/*&n&*/)ElsetxtTab.AppendText(Format(Abs(sngT),0.0)&/*&n&*/&Chr(13)

5、&Chr(10)&;)EndIfIfnMod5=0ThentxtTab.AppendText(Chr(13)&Chr(10)EndIfNexttxtTab.SelectAll()txtTab.Copy()Me.Cursor=Cursors.DefaultEndSub生成的程序常數(shù)表格(1024個(gè)值)部分如下：constfloatpt1000Tab=0.0,/*0*/0.1,/*1*/0.2,/*2*/0.2,63.4,/*696*/63.5,/*697*/99.3,/*1022*/99.4/*1023*/;2.2運(yùn)行狀態(tài)顯示本系統(tǒng)采用一塊16X4的字符型液晶模塊，這種類型的LCD應(yīng)用很廣泛，其

6、控制驅(qū)動(dòng)主芯片為HD44780及其擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)芯片HD44100(或兼容芯片)，少量阻、容元件，結(jié)構(gòu)件等裝配在PCB板上而成。字符型液晶顯示模塊目前在國際上已經(jīng)規(guī)范化，無論顯示屏規(guī)格如何變化，其電特性和接口形式都是統(tǒng)一的。因此只要設(shè)計(jì)出一種型號(hào)的接口電路，在指令設(shè)置上稍加改動(dòng)即可使用各種規(guī)格的字符型液晶顯示模塊。odeVisionAVR集成開發(fā)環(huán)境集成這種類型LCD的函數(shù)，可方便實(shí)現(xiàn)LCD的讀寫，其部分函數(shù)及功能簡單介紹如下，更詳細(xì)的資料可查閱各種文獻(xiàn)。2.3繼電器控制Atmega16輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流，直接驅(qū)動(dòng)LED，但是仍然不能直接驅(qū)動(dòng)更大電流的器件，如繼電器，

7、所以必須接入較大功率的驅(qū)動(dòng)器。常用的驅(qū)動(dòng)方法有74系列功率集成電路驅(qū)動(dòng)、MOC系列光耦合過零觸發(fā)雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)、固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)等。本系統(tǒng)采用ULN2003芯片來驅(qū)動(dòng)繼電器。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。ULN2003是達(dá)林頓陣列，是專門用來驅(qū)動(dòng)繼電器的芯片，甚至在芯片內(nèi)部做了一個(gè)消線圈采用集電極開路輸出,輸出電流大戶故可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器H01020304050607COMMON反電動(dòng)勢的二極管。ULN2003右，耐壓BVCEO約為36V?；蚬腆w繼電器(SSR)等外接控制器件，也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡，共可以驅(qū)動(dòng)7路，減少了電路板的連線數(shù)量，成本較低，廣泛應(yīng)用于各種工控板，其驅(qū)動(dòng)原理如圖3所示。INPUT壓

8、縮機(jī)離合于延長壓縮機(jī)的壽命。2.4鍵盤輸入COMMON器采用RS觸發(fā)器和2.7kQHOOUTPUT復(fù)位或看門狗超時(shí)復(fù)位時(shí),處是：當(dāng)單片機(jī)處于開啟或關(guān)閉狀態(tài)，有助本系統(tǒng)采用3X3矩陣式鍵盤。通過鍵盤可以控制系統(tǒng)工作方式(關(guān)閉、送風(fēng)軀)、風(fēng)向步進(jìn)電機(jī)(水平送風(fēng)、傾斜送風(fēng)、掃風(fēng))、溫度設(shè)定等。鍵盤的行由PDO、PD1、PD2(使能內(nèi)部上拉電阻)控制，而列則由PC3、PC4、PC5控制,如圖4所示。采用程序掃描的方式識(shí)別鍵碼,其工作過程如下：判斷鍵盤中有無鍵按下。通過以下代碼實(shí)現(xiàn)：PORTC&=0 x20;if(PIND&0 x07)!=0 x07)/首先置PC5為“0”，再判斷PDO、PD1、PD2

9、是否都為T。如果全為“1”，則表明第3列無鍵按下，否則有鍵按下，進(jìn)入消除抖動(dòng)程序；再置PC4為“0”，再判斷PD0、PD1、PD2是否都為“1”。如果全為“1”，則表明第2列無鍵按下，否則有鍵按下，進(jìn)入消除抖動(dòng)程序；再置PC3為“0”，再判斷PD0、PD1、PD2是否都為“1”。如果全為“1”，則表明第1列無鍵按下，否則有鍵按下，進(jìn)入消除抖動(dòng)程序。圖43X3矩陣式鍵盤，消除抖動(dòng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間再判斷鍵盤狀態(tài)，若仍有鍵保持按下狀態(tài)，則可以確定有鍵按下，否則認(rèn)為是抖動(dòng)。通過以下代碼實(shí)現(xiàn)：delay();if(PIND&0 x07)!=0 x07)/判斷鍵碼。以下是識(shí)別為“Key2-3”(第2行第3列)的程序代碼，其它按健類似。if(PIND&0 x07)=0 x05)/Key2-3/ucharkey_num=K23;/等待按鍵釋放while(PIND&0 x07)=0 x05);/判斷換氣風(fēng)機(jī)是否在運(yùn)行if(ventilator_state=1)ventilator_state=0;/關(guān)閉換氣風(fēng)機(jī)stop_ventilator();在LCD上的(12,3)顯示“OFF”lcd_gotoxy(12,3);lcd_putsf(OFF);elseventilator_state=1;/開啟換氣風(fēng)機(jī)start_ventilator();在LCD上的(12,3)顯示