计算机控制系统实验报告.docx

1 实验一四线制 PT100 温度采集测量实验(自动) 1. 实验目的 1)四线制 PT100 温度传感器测量原理; 2)掌握 ADuC 单片机数据采集技术; 3)学习单片机串口通讯原理; 4) .实验要求 1)将四线制 PT100 温度传感器每秒一次的速率进行采集; 2 )四线制 PT100 温度传感器用主通道采集,并采用单极性,输入电压范围± ,使用外部参考电压 ; 3)采用时间由间隔定时器 TIC 产生的中断控制; 4)使用串口调试工具显示温度的温度值。 3. 实验电路图1 四线 PT100 测量与温度控制电路 2 其它说明: 1) 水泵 2由 ADuC834 的 DAC 输出控制开关电源输出 0~24V 变化电压控制其流量; 2)搅拌水泵新的实验台由 输出控制; 4 .实验原理. 温度控制原理 温度传感器及温度计算铂电阻是用很细的铂丝(Ф ~ ) 绕在云母支架上制成,是国际公认的高精度测温标准传感器。因为铂电阻在氧化性介质中,甚至高温下其物理、化学性质都非常稳定,因此它具有精度高、稳定性好、性能可靠的特点。因此铂电阻在中温(-200 ~ 650 ℃)范围内得到。它的电阻—温度关系的线性度非常好,在-200 ~ 650 ℃温度范围内线性度已经非常接近直线。在 0℃时其电阻为 100 Ω,按 Ω/℃变化。 Pt100 是电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度。在本实验中采用一个恒流源通过四线 Pt100 热电阻, 通过检测 Pt100 上电压的变化来换算出温度。 转换相关寄存器设置(详细请参考 ADuC834Datasheet,P17~21 ) ? ADC0CON=0x49; //主通道控制寄存器,采用外部参考电压,量程 40mV ,单极性输入对应零输出。(详细请参考 ADuC834Datasheet,P19 ) ? ADCMODE=0x24; //模式寄存器, ADC0 使能,内部零刻度校准,内部短路自动连接到启用的 ADC (s)。(详细请参考 ADuC834Datasheet,P18 ) ? ADCMODE=0x25; //内部满量校准。? ICON=0x02; //电流源控制寄存器,激励电流 2,从 4脚,即 IEXC2 脚输出,由用户设置为打开励磁电流源( 200 μA)。(详细请参考 ADuC834Datasheet,P21 ) ? ADCMODE = 0x22; //主通道单个转换。? ADC0L/M/H 分别保存 24位 AD 的高八位/中八位/低八位,即得到十六进制 TEMP 。(详细请参考 ADuC834Datasheet,P20 )。则采样 AD 值为 3 TEMP=ADC0H*0x10000+ ADC0M*0x100+ ADC0L ,在计算时需要将其转换为十进制数据,由于温度采集的量为 40mV ,因此其对应的电压: mV TEMP V 40 16777215 ??则温度对应的电阻:I VR t?,其中 I为恒流源电流(根据实际测量值代入), PT100 温度传感器 0℃对于的电阻为 100 Ω,而每度对应的电阻变化 Ω/℃, 因此对应的温度可按: 385 .0 ) 100 (?? tRT 当然温度的采集会因传感器的不同而有所偏差,因此在正式使用温度传感器前,需要对传感器进行标定。? SF=0xff; //数字滤波器寄存器, //SF=0xff ,即 fad c为 , tad c为 。(详细请参考 ADuC834Datasheet,P21 ) 时间间隔定时器相关寄存器设置(详细请参考 ADuC834Datasheet,P40~41 ) ? TIMECON=0x13; //使能 TIC, 设单位为 1秒,自动装入初值。? INTVAL=0x01; //在测量中使用时间间隔 TIC ,时间为 1*1s=1s 。 串口通讯原理及相关寄存器设置(详细请参考 ADuC834Datasheet,P39 、 P53~55 、 P52 ) ? PLLCON=0x00; //PLL 控制寄存器,设置时钟频率为 // P39 ? RCAP2H=0xff; //当 TH2 和 TL2 分别等于 RCAP2H 和 RCAP2L 中的值的时候,计数器下溢(定时器 T2中的两个寄存器) // ? RCAP2L=0xD7; //定时器的溢出也使得 RCAP2 H和 RCAP2 L中的16位值分别加载到定时