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1、8通道温度数据采集系统一、设计题目与要求：设计一个8通道温度数据采集系统，系统误差小于 1%;其中4路测量范围 0-200 C,选用PtIOO热电阻；另4路测量范围0-600 C,选用K分度热电偶。二、设计过程：1、画出系统组成框图；ADCO8O9ST 旅 T EOC%一CE一(LOCK一VVGND L片D戌必-ld% -2、完成硬、软件功能分配和完成芯片选型；（1）运算放大器采用单电源，低功耗，精密四运算放大器MAX479（2） AD转换芯片采用带有8位A/D转换器、8路多路开关的ADC0809（3）硬件主要的功能是把采集到的温度信号转换成电信号，再经过运算放大器 放大信号，传递给AD转换芯
2、片把模拟信号转换成数字信号，最后传给单片机处 理信号并显示温度。（4）软件主要的功能是对 ADC0809 AD转换芯片控制读取数据，读到单片机里 对数据的处理转换成对应的温度值并显示。3、ADC0809原理和应用：ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D转换器和 一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时 输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存 A/D转换完的数字量， 当0E端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。ADC0809引脚图IN0 IN7: 8条模拟量输入通道ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性
3、，电压 范围是0 5V,若信号太小，必须进行放大；输 入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模 拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE 线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选 中的通道的模拟量进转换器进行转换。A, B和C 为地址输入线，用于选通IN0- IN7上的一路模 拟量输入。数字量输出及控制线：11条ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行 A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。 EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表
4、明转换结束；否则，表明正在进行 A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到 的数据。OE= 1,输出转换得到的数据；OB 0,输出数据线呈高阻状态。D7- D0 为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线。因ADC0809勺内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由 外界提供，通常使用频率为500KHZ本次实验中用51单片机内部时钟产生500KHZ 的时钟。4、用Protel软件画出电路原理图；(1)热电阻参数选择：热电阻原理图TDL14.ft:R仁R2=R3=R4=1K作用是限流。桥式电路压差计算公式：5*( Rpt100/(R9+Rpt100)-R滑阻/(R13+R滑
5、阻)， 这个压差信号接到由MAX479接成的差分放大电路中，作为前级电路，将毫伏级 的信号放大到AD的输入端。放大倍数为R19 R17.根据AD 口电压范围和测温需求范围确定参数的方法：首先确定测温下限。要测0度到200度的温度，那么先查表得出PT100在 0 度的电阻值是100欧姆，要使这时的电桥输出为0,需要将滑动变阻器阻值调到 100欧姆，这就是调零电阻的参数。我们期望的温度测量上限是 200度，查出200度时PT100电阻是175.86欧 姆。由 Vo = 5 *( Rpt100 / (R9+Rpt100)-R 滑阻 /(R13+R 滑阻)，得未经过差分放大电路的电桥输出范围就是 0-
6、0.293V。将这个信号放大送到AD 口，若是 5V的ADH，可以用4/0.293=13.65左右，因此取近似值电压放大倍数为14倍， 取R19=14k R17=1k整个热电阻测温电路参数计算就完成了。(2) K分度热电偶参数选取:K分度热电偶原理图:R31和C1为低通滤波器。时间常数越大，消除噪声效果越好，但是响应速度较 慢。取 R31=10K，C1=10uFK分度热电偶在600 C （满量程）的感应电动势为24.905mV,运放增益为：5V/24.905mV=200 （设 600 C 时输出电压为 5V。电路中取 R29=200k R34=1h所有电路原理图:PLK.NHader 11-4-rr- 2.7；T ictfLLu1LfflJTl 畑_ GKDPT1r-OVT3*1 .-tssia.业一Nftrtiwi4E-Ki1LJC蹣?沁T1cm MPPTW?DHJixlu-JLJLn*ruvIn 1rvaunfinkAfiEJLuADfTAJXiB23csain.41=4Mf|31IW-1FHUPJ3Li阳Vstf-agPPTLdF-6L5995、用Protel软件设计PCB板PCB正面99OE口WE口9PCB反面6画出系统软件流程图;7、根据后续教学内容，增加系统功能。热电偶测量的温度补偿电路，需要添加，还有热电偶的零点校正电路也需要完善