Pt1000热电阻温度测量

1、1工作原理本系统可以分为五大部分：热电阻温度采集、运行状态显示、继电器控制、键盘输入、 风向步进电机控制。2.1 热电阻温度采集热电阻传感器以其温度特性稳定、测量精图1 Pt1000热电阻温度测量电路5度高的特点，在大型中央空调得到了广泛的应用。采用Pt1000热电阻作为温度传感器的测量电路原理图如图1所示。热电阻Rt与三个电阻经过运算放大器接成电桥。当温度变化时，使得运算放大器的同相输入端的电位发生变化, 放大之后输入到Atmega16单片机进行AD转换。由于单片机采用 5V电压作为ADC的参考电源，而电桥在温度变化为 0100° C时，输出电压范围为00.7V,所以确定运算放大电

2、路的放大倍数为7,以获得最佳的测量结果。运算放大电路的电阻按以下公式确定:什R5 =曳=7R4UiR6 =R5R4取R5 =6k,R4 =1k, R6 =860C 。输出电压变化范围大致是 05V。由于ADC的转换精度为10,故当输入电压为5V时，其采样值为1023,根据电桥平衡原理, 可得到以下公式:(1)5V ，二U (4-1) 7 1023R0 Rt 2其中，N ADC数据寄存器的值,U 电桥电源电压,R0Pt1000在0° C时的电阻1000。Pt1000热电阻的阻值按以下公式计算:2Rt = R0(1 +A t + B t2)(2)Rt温度为t时钳热电阻的电阻值， Q; t

3、温度，C；Ro Pt1000在0° C时的电阻1000C。A 分度常数，A = 0.0038623139728B 分度常数，B = -0.00000065314932626用Visual Basic.Net根据以上公式(1)、(2)生成用N来查找温度t的程序表格，其代码如下：Private Sub Pt1000()MeCursor = Cursors.WaitCursortxtTab.Clear()Dim U As Integer = 9 '电桥电源电压 '热电阻0度时的电阻值Dim Pt1000_R0 As Integer = 1000Dim n As Intege

4、rDim sngT As SingleDim sngRt As SingletxtTab.AppendText("const float Pt1000Tab=" & Chr(13) & Chr(10)For n = 0 To 1023sngRt = (10000 * n + 7161000 * U) / (7161 * U - 10 * n)sngT = (-const_A + Sqrt(const_A A 2 -4 * const_B * (1 - sngRt / Pt1000_R0) /(2 * const_B)If n < 1023 Thentx

5、tTab.AppendText(Format(Abs(sngT), "0.0") & ", /* " & n &"*/")ElsetxtTab.AppendText(Format(Abs(sngT),"0.0") & " /*" & n & " */" & Chr(13)& Chr(10) & "")End IfIf n Mod 5 = 0 ThentxtTab.AppendText(

6、Chr(13) & Chr(10)End IfNexttxtTab.SelectAll()txtTab.Copy()MeCursor = Cursors.DefaultEnd Sub生成的程序常数表格(1024个值)部分如下：const float Pt1000Tab=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 运行状态显示本系统采用一块16X4的字符型液晶模块，这种类型的LCD应用很广泛，其控制驱动主芯片为HD44780

7、及其扩展驱动芯片HD44100 （或兼容芯片），少量阻、容元件，结构件等装 配在PCB板上而成。字符型液晶显示模块目前在国际上已经规范化，无论显示屏规格如何变化，其电特性和接口形式都是统一的。因此只要设计出一种型号的接口电路，在指令设置上稍加改动即可使用各种规格的字符型液晶显示模块。odeVisionAVR集成开发环境集成这种类型LCD的函数，可方便实现LCD的读写，其部分函数及功能简单介绍如下，更详细的资料可查阅各种文献。2.3 继电器控制Atmega16输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流，直接驱动LED ,但是仍然不能直接驱动更大电流的器件，如继电器，所以必须接入较大功率的

8、驱动器。 常用的驱动方法有74系列功率集成电路驱动、MOC系列光耦合过零触发双向晶闸管驱动、固态继电器驱动等。本系统采用ULN2003芯片来驱动继电器。其内部结构如图 2所示。ULN2003是达林顿阵列，是专门用来驱动继电器的芯片，甚至在芯片内部做了一个消线圈O1 0203040507 COMMOIMLULdlXJL±IL5Jl£lL2Jm图2 ULN2003内部结构图反电动势的二极管。 ULN2003的输出端允许通过IC电流200mA,饱和压降VCE约1V左右，耐压BVCEO约为36V。采用集电极开路输出，输出电流大，故可以直接驱动继电器或固体继电器（SSR）等外接控制器

9、件，也可直接驱动低压灯泡，共可以驱动7路，减少了电路板的连线数量，成本较低，广泛应用于各种工控板，其驱动原理如图3所示。COMMONGND图3驱动原理压缩机离合器继电器采用 RS触发器和ULN2003 一起控制，这样做的好处是：当单片机受到外界干扰而不断复位或看门狗超时复位时，保证压缩机始终处于开启或关闭状态，有助于延长压缩机的寿命。2.4 键盘输入本系统采用3X3矩阵式键盘。通过键盘可以控制系统工作方式(关闭、送风、制冷) 、 风向步进电机(水平送风、倾斜送风、扫风) 、温度设定等。键盘的行由PD0、PD1、PD2 (使能内部上拉电阻)控制，而列则由PC3、PC4、PC5控制，如图4所示。采

10、用程序扫描的方式识别键码，其工作过程如下：(1)判断键盘中有无键按下。通过以下代码实现：PORTC&=0x20;if(PIND&0x07)!=0x07) 首先置PC5为“0”，再判断PD0、PD1、PD2是否都为“ 1”。如果全为“ 1”，则表明 第3列无键按下，否则有键按下 ，进入消除抖动程序；再置 PC4为“0”，再判断PD0、 PD1、PD2是否都为“1”。如果全为“ 1”，则表明第2列无键按下，否则有键按下 ，进 入消除抖动程序；再置 PC3为“0”，再判断PD0、PD1、PD2是否都为“1”。如果全 为“ 1”，则表明第1列无键按下，否则有键按下，进入消除抖动程序。图

11、4 3X 3矩阵式键盘(2)，消除抖动。当发现有键按下时，延时一段时间再判断键盘状态，若仍有键保持按下状态，则可以确定有键按下，否则认为是抖动。通过以下代码实现：delay()；if(PIND&0x07)!=0x07) (3)判断键码。以下是识别为“ Key2-3”(第2行第3列)的程序代码，其它按健类似。if(PIND&0x07)=0x05)/ Key 2-3/ uchar key_num="K23"/ 等待按键释放while(PIND&0x07)=0x05);/判断换气风机是否在运行if(ventilator_state=1)ventilator_state=0;/关闭换气风机stop_ventilator();/在 LCD 上的(12,3)显示“OFF”lcd_gotoxy(12,3);lcd_putsf("OFF");elseventilator_state=1;/开启换气风机start_ventilator();/在 LCD 上的(12,3)