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基于MXT8051的低成本高性能温湿度记录仪的设计

—— The Design of Low-Cost High-Performance Temperature and Humidity Logger Based on MXT8051
作者:陈俊江 刘运毅 覃团发 黄旭方 广西大学计算机与电子信息学院时间:2011-02-23来源:电子产品世界

  系统总体结构设计

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/117173.htm

  系统基于微处理器来开发,兼具低成本和高性能,主要包括六个部分:处理器、温度传感器及调理电路、湿度传感器及调理电路、LCD显示和机管理软件,系统原理框图如图1所示。

  系统以控制芯片为控制核心,MXT8051内部集成144段式LCD驱动和5个外部中断源,能够满足微控制系统中对于人机信息交互的需要;其独特的可调增益放大器、恒流源、放大器模拟模块,可为电阻式传感器(如压力、温度、光线)或其他生物传感器提供完备的数据转换和采集系统。测温电路采用PT100,采用恒流源测温方式。测湿电路使用HIH4000,这是一型具有激光调整互换型的容性变化的单片集成电路,其输出电压与RH值呈线性关系,精度高,响应时间快,漂移小。存储器使用AT24C1024,可存储1Mbit数据。控制芯片MXT8051按照上位机软件设定的记录间隔(2秒~24小时连续可调)采集温度和湿度,并将检测到的数据存储到AT24C1024中。温度湿度记录通过USB转串口与机连接,通过上位机软件可设定记录开始时间,记录间隔等。

  温度检测电路

  本项目设计目标为测量范围-40℃~100℃,测量精度±0.5℃,分辨率为±0.1℃,基于性价比考虑,采用线性度相对较好的PT100作为本项目的温度传感器。

  温度测量采用恒流源测温方式,测量调理电路如图2、图3所示,采用MXT8051的片上资源。如图2所示,利用OP0、VREF1、VREF2和外部电阻820Ω构成恒流源为传感器PT100供电。 如图3所示,OP1、OP2与可控电阻网络一起组成一个差分输入的PGA。OP3起调零的作用。两个可调电阻由RESCON控制,且具有相同的阻值,调节范围为100~355kΩ。

  OP2的输出为: VOP20=VREF1+(21+0.2×RESCON)×() (1)

  其中RESCON为特殊功能寄存器RESCON的值。

  OP3的输出为: VOP30=2×[VREF1+(21+0.2×RESCON)]×()-VDAC (2)

  通过AD通道3测量OP3的输出电压,计算出相应的PT100电阻值,查表得出实际检测的温度。


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关键词: 混合信号 MXT8051 PC

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