消毒柜微电脑控制器的设计 第3页

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第三章 系统硬件设计
3.1 单片机最小系统电路设计
本设计毒柜控制系统采用了Atmel公司生产的89C52 单片机。单片机最小系统电路图如图3.1所示。
                          图3.1单片机最小系统电路图
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k 字节的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 字节的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
  AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。


3.2 采样电路设计
3.2.1温度转换电路
温度转换电路模块两个10K的电阻,一个电位器和PT-100组成。实验设计T-100用一个滑动变阻箱代替,再加上12V的电压,其中值得一提的是电桥供电的电源的地和芯片的地是分开的(一个是数据地,一个是模拟地),而且电桥的电压是独立的12V直流电源。
PT-100铂热电阻为较常用的温度传感器之一。铂热电阻是利用阻值随温度变化的特性来测量温度,实现温度到电阻值转换,PT-100的温度每上升1℃,其阻值大约增大0.38欧姆,且在0℃~500℃范围内的电阻温度(R-T)曲线的线性度都较好。铂热电阻有良好的稳定性和测量精度,测温范围广。温度转换电路如图3.2所示。
3.2.2放大电路
放大电路模块由IC7650放大电路组成。由于次级电路为A/D转换电路,而A/D转换电路输入模拟量电压为0-5V。需通过调节放大电路的放大倍数,才能达到要求。放大电路如图3.3所示。
         
  图3.2 温度转换电路                      图3.3 放大电路
3.2.3采样电路
以上模块实际是为A/D转换电路提供采样值,而实际制作温度转换电路、放大转换电路模块需要相当高的准确度,设计已经有成型的模块,因此改用由电位器进行分压代替。
电桥电路之后的瓷片电容是滤掉低频干扰信号的,电解电容是滤除高频干扰信号的,经过电桥出来的电压十分微弱,一般只有几十毫伏,经ICL7650放大电路放大,使输出的电压最大值接近5V。再经过滤波,温度采样过程基本完成。放大电路如图3.4所示。
                 图3.4 采样电路
a.铂热电阻与温度之间的关系近似线性关系
在-200℃~ 0℃范围,温度为t℃时的阻值Rt的表达式为
             (式3-1)
在温度为0℃~ 650℃范围内                           (式3-2)

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