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ic_article20090701embed1448html
无论在工业、农业、科学研究、国防和人们日常生活的各个方面，温度测量和控制都是极为重要的课题。温度测量系统在单片机系统设计中应用广泛，根据单片机系统设计要求的不同，温度测量系统的设计也有所不同，有采用集成芯片的，也有采用恒流源器件和恒压源器件的。本系统选用PT100铂热电阻作为温度信号采集元件，来进行温度测量系统设计。
1基本工作原理
PT100铂热电阻的阻值随着温度的变化而变化，利用这一特点来采集温度信号，将采集到的信号转换成电压信号；再经过A／D转换成数字信号并由单片机系统读取；单片机系统把读取到的数字信号进行识别处理，并换算成与温度对应的数字信号，最后再由液晶显示器显示输出温度值。
2硬件设计
硬件组成主要包括恒流源电路、电压放大、A／D转换接口电路、光耦隔离电路、液晶显示电路5个组成部分。
21恒流源电路
恒流源电路如图1所示。其中芯片OP07为运算放大器，它和5个电阻组成恒流源电路，在VIN处输出1mA的工作电流。图中DGND5V，VMC0V，有4个节点分别是NET1，NET2，NET3，NET4。设流过R110的电流为Ia，流过R114的电流为Ib，单位为mA，方向都向右。
则根据运放的虚断和虚短，则有方程：
DGNDR111R110×IaR114×IbR113×DGNDR111×Ia／R112VDGNDR111×Ia0
代入数据，有：
5101×Ia1×Ib2×510×Ia／10510×Ia0
可算得IaIb1，而IaIb即为所求电流I，为1mA。
f根据方程，可知要得到IaIb为常数，必须满足：
R113×R111／R112R110R114
所以，这个电路成为恒流源的条件是：
R111／R112R110R114／R113
如果R111R112则必须R110R114R113，此时，恒流值为IDGND×R113／R112／R114。
其中J110用于连接PT100铂热电阻。
22电压放大及A／D转换接口电路／
PT100铂热电阻一端输出的电压很小，如果直接与A／D转换器相连接，则转换数据偏差较大；所以本设计中将PT100铂热电阻一端输出的电压放大10倍后与电压跟随器相连接，再进行A／D转换，这样就能得到较好的转换效果，如图2所示。精密放大器INA118和电压基准芯片MC1403组成放大电路，VIN为PT100铂热电阻一端输出的电压值；WIN为基准电压源MC1403输出的电压值；VOUT为放大后的输出电压值。计算公式为：VOUTG×VINVIN，其中G的大小由电阻R120来决定，G150k／R120。芯片OPA277与外围电阻组成电压跟随器。
f选用双积分型31／2位的MC14433芯片A／D转换器相当于11位二进制数，MC14433采用动态扫描BCD码输出方式，即千、百、十、个位BCD码轮流地r