Pt1000热电阻温度测量.docx

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 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，经过运算放大器 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0〜100° C时，输出电压范围为0〜0.7V,所以确定运算放大电路的放大倍数为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:1+ R =约=7R4 uR6 = R5// R4取R5 = 6k,R4 = 1k,R. = 860输出电压变化范围大致是0〜5V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 N 口, R 1、 —. = U • ( 1———)7 1023 R0 + R 2其中，N——ADC数据寄存器的值，U——电桥电源电压，R0 ——Pt1000在0° C时的电阻1000。

Pt1000热电阻的阻值按以下公式计算：：R = R0(1 + A • t + B • 12) (2)Rt——温度为t时伯热电阻的电阻值，Q； t——温度，°C；R0——Pt1000在0° C时的电阻1000QA——分度常数，A=0.0038623139728B——分度常数，B = -0.00000065314932626用Visual 83、也^待艮据以上公式(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()Me.Cursor = 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 IntegerDim 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 " 2 -4 * const_B * (1 - sngRt/ Pt1000_R0))) / (2 * const_B)If n < 1023 Then txtTab.AppendText(Format(Abs(sngT), "0.0") & ”, /* " & n &"*/")Else txtTab.AppendText(Format(Abs(sngT), "0.0") & " /*"&n&"*/"&Chr(13)& Chr(10) & "};")End IfIf n Mod 5 = 0 ThentxtTab.AppendText(Chr(13) & Chr(10))End IfNexttxtTab.SelectAll()txtTab.Copy()Me.Cursor = 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01 02 03 04 05 06 07 COMMONLjJLiJLiJL£JL5jL6jLilL8j11 I2 I3 I4 I5 I6 17 GND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?4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4 3X3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");}else{ventilator_state=1;〃开启换气风机start_ventilator();//在 LCD 上的(12,3)显示“Run”lcd_gotoxy(12,3);lcd_putsf("Run");}return;//识别完毕，返回主程序}2.5风向步进电机控制Atmega16的定时器能够输出PWM，编程简单，精度高。

编程让定时器2工作于相位 可调模式，产生高精度的PWM波形输出，调节占空比，以达到控制步进电机不同转角的目 的初始化设置如下：。