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一个基于PT100的温度测量系统刘季光李玉昆赵红岩信息工程部辽宁省立交流学院沈阳中国邮箱：liujiguang@163.com摘要——温度测量系统主要是由微型控制单元MCU、温度传感器和模拟数字转换器ADC构成的。该模型的MCU是STC10F12.ADC的模型是AD7711，AD7711可以实现信号调节和模拟数字转换，也可以不断为PT100提供恒定的电流源。这种温度测量系统有很多特性，比如说精度高、 体积小、 微功耗、 抗干扰能力等。关键字温度测量系统 ，MCU，PT100，AD7711，ADC1.介绍在工业上有很多测量温度的方法。最常用的是使用PT100。很多类型的温度测量系统都是由PT100组成的。PT100的典型电路是建立起一个恒定电流源或是包含电阻的电桥。正是PT100自身所含的特点 ，使得信号调节电路更加地复杂。并且最重要的是解决恒定电流源这个问题。在比较之后，AD7711芯片已经被选中作为PT100测量电路的核心部件，因为AD7711可以为PT100实现信号调节和模拟数字的转换并且提供恒定电流源。这可以简化整个电路设计。基于以上想法，一个温度测量系统的图解就形成了。这个温度测量系统的指令框架图解就如图形1所展现的那样。图形1 测温系统框架图解2.PT100金属铂的电阻会随温度的变化而改变，并且它的稳定性和重复性好。由铂制成的传感器叫做铂电阻温度传感器。比如说PT100，PT1000.它们都被广泛地应用于工业温度的测量。这个热电偶在-200摄氏度到+800摄氏度的温度范围内更精确并且呈现更好的线性关系。PT100电压的降低比热电偶的输出要大得多。并且不需要冷端补偿。而且，PT100也有其他的一些优点，比如说抗震动抗腐蚀有良好的相互转化性、重复性和稳定性。它经常用于低中温测量上。PT100的PT后的100表示在0摄氏度下铂的电阻是100欧姆。当温度是100摄氏度时电阻就是138.5欧姆。方程1和2就是PT100的电阻值和温度的函数关系（电阻在0摄氏度时是100欧姆）如果测量的准确度不是特别高的话，这个函数关系可以用3表示。3.AD7711AD7711是一种σ-δ模拟数字转换器与片上数字滤波测量比较宽的动态范围、低频率信号---例如在电阻温度检测器、工业控制器或者是进程控制应用程序中的那些信号。AD7711包含一个σ-δ模拟数字转换器，一个芯片上有静态随机存取内存 (RAM) 的校准单片机，时钟振荡器，数字筛选器，双向的串行通信端口。AD7711是一个针对低频测量仪器的完整的模拟始末端。这个装置直接接受来自传感器的低频信号并输出串行数字信号。它采用了σ-δ转换技术来实现高达24位而不矢码的性能。AD7711适用于智能、以微控为基础的系统。增益设置，信号极性，输入的通道选择和RTD的电流控制都可以在软件里双向串行端口配置。AD7711包含了自校准、 系统标定和背景校准选项，并且还允许用户读取和写入的芯片校准寄存器。这部分是以差动模拟输入接口、一个单端模拟输入和差异的标准输入。通常其中一个输入频道会被用作主频道，第二个频道会被用作辅助输入去定期测量附加的电压。这部分可以提供两个电流源，它们可以被用来为3线和4线RTD配置提供支持。因此AD7711执行着单通道或双通道系统的所有的信号调节和转换。AD7711的运行图解就如图2所示。4.MCUSTC10F12就是MCU类型的系统。它具备ISP(系统内部程序)的特征，所以一般的程序机器是不需要的，使用者可以在使用者的系统里下载程序，并且不需要把MCU从产品中移除。ISP的根程序已经被写入MCU。用PC和控制仪器程序，使用者的编码就被下载至MCU。MCU是单机时钟周期。这是一个具有高速、低功耗、超级抗干扰的新一代MCU。它的指令编码同传统8051是完全兼容的，但是它的速度提了8至12倍。5. 接口A.PT100和AD7711的接口PT100 、2线 、3线和4线有三种连接方法。因为连接的不同，精确度也不断的上升，这个电路的复杂程度也不断附加。经过比较，最终的系统实际上使用了3线的方法。3线方法的图解如图形3所示。B.STC10F12和CH341的接口图形4展现了含系列接口和STC10F12的1端口和AD7711的接口。串行接口工作在模式 0 电路中。换句话说，用作同步移位寄存器的串行接口。这个接受到的数据（RXD，P3.0）实现了数据的输入和输出。而且发射的数据输出串行的换时信号。这个串行的数据输出格式在AF7711和STC10F12是对立的，所以在MCU的时间输出端和AD7711的系列时间输出端建立一个换流器是必要的，而且在你设计软件的时候数据位序列的顺序应该颠倒。C．STC10F12和CH341的接口图形5显示了链接在CH341的串行接口处的MCU，而且还通过USB（通用串行