网站原创[摘 要]CAN总线温度控制器是一个典型的检测、控制型应用系统,它要求系统完成从温度检测、信号处理、输入输出接口电路设计对温度进行控制.本文通过分析CAN总线温度控制器,温度传感器电路,A/D模数转换电路,D/A数模转换电路,并以8031单片机为核心,对整体电路进行设计.
[关 键 词 ]CAN总线 温度控制器 电路 设计
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0036-01
一、整体框架构思
整个温度控制系统由温度检测模块,温度控制模块,通信模块,单片机与设备等五部分组成.CAN总线温度控制器电路设计,需要掌握的内容包括：信号放大电路的工作原理及应用；8031单片机的内部结构、外部引脚的基本知识；A/D转换器、D/A转换器的工作原理；8031单片机的应用系统设计及开发环境的应用.
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二、温度采集模块
1.温度采集模块电路原理图
温度传感器将温度信息变换为模拟电压信号后,将电压信号放大到单片机可以处理的范围内,经过低通滤波,滤掉干扰信号送入单片机.在单片机中对信号进行采样,为进一步提高测量精度,采样后对信号再进行数字滤波.如图2.1：
2.热电偶的简介
传感器温度采集部分采用热电偶元件,通常和显示仪表等配套使用,直接测量各种生产过程中从-40～1800℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度.热电偶工作原理：将两种不同材料的导体或半导体两端焊接起来,构成一个闭合回路,当两导体之间存在温差时,便产生电动势,在回路中就会形成一个电流,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势.
3.集成运放电路各部分的作用
集成运放电路由四部分组成,输入级是一个双端输入的高性能差动放大电阻,要求其Ri高,Aod大,KCMR大,静态电流小,该级的好坏直接影响集成运放的大多数性能参数,所以更新变化最多.中间级的作用是使集成运放具有较强的放大能力,故多采用复合管做放大管,以电流源做集电极负载.输出级要求具有线性范围宽,输出电阻小,非线性失真小等特点.
六、电路的完成与功能实现
本文主要介绍单片机温度控制中的应用,把以上几个部分连接到一起就是整个电路,先是温度采集,然后经过冷端补偿、低通滤波后的信号送给放大器,中间加入稳压调整电路给A/D转换器件,输出的信号送8031单片机进行处理,之后把信号送给D/A转换电路,所输出的模拟信号给执行机构进行检测,实现温度控制.