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CD4051和AD595制作的温度采集仪

发布时间:2020-07-21 19:01:50 阅读: 来源:炒锅厂家

在电子工业中,随着整机集成度的提高和元器件的微型化、复杂化,在印制板上焊接元件时对各种焊接设备?波峰焊、回流焊、SMT等内的温度工艺要求越来越高。这就需要一种可移动的温度数据采集仪器,能随传送带进入焊炉内,测量记录下不同焊点?印制板上的焊盘孔、过孔等在焊炉内不同位置时的温度参数,并能将测量数据方便地传送给电脑,进行数据曲线的显示、分析和打印,以便制定和执行合适的工艺流程。

本文引用地址:无线通信可以去除设备对线缆和连接器的依赖。IrDA红外通信是一种低价且适应性广的短距离无线通信技术,只要通信双方都支持IrDA协议,就能很快建立通信链路,实现数据交换。近来红外通信在电子设备中得到了广泛的应用。为此,研制了带有红外接口的移动式温度数据采集仪。该仪器由可充电电池供电,以1Hz的采集率同时对≤8的温度测量点采集600s的数据。温度测量范围为0℃~300℃,测量精度为满量程的1%。测量数据存于E2PROM中,可掉电保存,直到下次采集将数据更新。通过串行红外接口,仪器可将存储的测量数据方便地传送给电脑。用可视化编程工具VisualBasic6。0制作了Windows界面的数据接收和处理软件,既方便硬件间的连接又便于测量数据的输出与分析。

1采集仪的硬件原理

仪器的硬件设计贯彻了确保性能、缩小外形(特别是高度要求苛刻)、便于移动、降低功耗和机内隔热的原则。硬件框图如图1所示。图1中数据存储单元是具有I2C串行接口的E2PROM,用于保存测量数据。红外接口电路采用Vishay公司的TFDS4500串行红外收发模块及其控制器TOIM3232。

1。1信号调理及AD595芯片的应用

八个通道的K分度号热电偶将温度信号转换成mV级电压信号输入给采集仪。信号调理电路包括多路切换电路和热偶信号调理专用电路AD595。在实际的热电偶测温中,必须进行冷端补偿、调零、电压放大和线性化等比较繁琐的工作,否则会造成很大的误差。AD595是AD公司针对上述问题设计的专用芯片,内部具有放大、冷端补偿、冰点基准、温差电偶故障报警等电路。被测温度与AD595输出电压的关系是10mV/℃,芯片在+5V~+30V范围内都可正常工作。随所测温度量程增大,电源电压应相应提高。图2是模拟开关电路CD4051与AD595组成的信号调理电路。需注意的是,AD595的第1脚要求接热电偶正极且接地,模拟开关切换的是各热电偶的负极。

图2中电位器W用于微调冷端补偿电压。AD595的7脚是负电源端,由于不测0℃以下的温度,不用负压供电,所以7脚可接地。AD595的12、13脚是热偶故障报警电路的输出端,13脚接地后,集电极开路的12脚接上拉电阻。热偶正常时输出高电平,断偶故障时输出低电平。将这个逻辑电平引入单片机,用于对14脚热偶电压的正确判断。

1。2模数转换及MAX144电路的应用

模数转换电路是以单片机为核心的数据采集系统的关键环节,这里采用美信公司12bit串行输出的A/D器件MAX144。它具有两个输入通道,通道CH1用于转换来自信号调理电路的温度测量信号;另一通道CH0用来转换仪器内的电池电压信号(电池电压的高低,在电脑显示数据曲线的同时告知用户)。MAX144是8脚μMAX封装,非常适合于微小型手持仪器,其引脚功能及周边接线如图3所示。

MAX144的引脚5是基准电压引入端,用4。096V的AD292作为外接基准源,模拟输入信号1mV对应于数字输出1个字,相当于温度0。1℃的分辨率。MAX144的串行输出是SPI/QSP兼容接口。CS、SCLK、DOUT分别接单片机的三条I/O口线,其读入A/D转换结果的子程序框图如图4所示。转换结果的第13位用来判别读入的是哪个A/D通道。每个测量值两个字节,按顺序存入E2PROM中。

1。3串行红外输出及TFDS4500,TOIM3232的应用

红外输出主要由Vishay公司的串行红外收发模块TFDS4500完成。此模块为低功耗、侧式封装,符合IrDA1。2串行红外传输标准,其最高的红外传输速度为115。2Kbit/s。引脚SC控制收发模块的灵敏度。SC为高电平时,模块的灵敏度提高,可以感测到非常微弱的红外信号,这样可以扩大传输距离,但其抗干扰能力被降低;当SC为低电平时,模块的灵敏度降低,但其抗干扰能力有所提高。在本设计中,传输距离不太远,故将SC接地。引脚Vcc-SD为电源/关闭引脚。当该脚为低电平时,红外传输模块关闭,达到低功耗目的。

根据IrDA红外传输标准,串行红外传输采用特定的脉冲编码标准,该标准与RS232串行传输标准不同。这里采用TOIM3232传输控制器,以进行RS232编码和IrDA编码之间的转换。在输出模式下,TOIM3232可把RS232信号转换成符合IrDA标准的信号以驱动红外发射器;在接收模式下,它可将IrDA输入信号转换成符合RS232标准的信号。该控制器可通过RS232口进行编程,以控制输出脉冲宽度和波特率,其输出脉冲宽度可程控为1。627μs或3/16位长。因3/16位长功耗大?在本设计中使用前者。图5为红外通信主要信号接线图。

1。4整机微功耗设计

由于采集仪是电池供电,对功耗的要求比较高,主要采取了以下措施:

(1)尽量使用微功耗器件;

(2)通过模拟开关CD4051的热偶信号是负电压,按一般要求其第7引脚VEE需接负电源。但实验证明,CD4051在VEE接地的情况下仍可通过-0。1V~+Vcc的信号。这样可省去负电源变换器,既缩小了体积又降低了功耗;

(3)单片机的CPU在不工作时处于休眠状态,MAX144不转换时自动关断;

(4)不传输数据时,红外传输模块关闭。最大限度地降低功耗。

2采集仪数据传送和处理的可视化编程dc相关文章:dc是什么

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