基于HT46R23的数字式温度仪设计

　　0　引言

　　在疫苗储存、冷藏运输、食品安全监测等领域应用的温度仪,要求其具备温度监测、温度数据记录和超温报警等功能,一般常见的温度计功能比较单一;专用的温度记录仪功能虽多,但市场价格较高,普通用户难以承受。基于HT46R23开发出的智能温度仪,成本较低,响应速度快,实时性好,性价比较高,能够满足这些领域特殊功能的要求。下面分述其构成原理、设计方法及软件流程。

　　1　硬件设计

　　1·1　结构框图

　　智能温度仪由7个单元构成,结构见图1。

　　1·2　温度传感器

　　温度传感器选用MF58型高精度、负温度系数的热敏电阻器。它由陶瓷工艺与半导体工艺相结合制作而成,为两端轴向或径向引出线的玻璃封装结构。是在家用电器、办公自动化设备以及工业、医疗、环保、气象、食品加工设备等领域得到广泛应用的一种温度检测元件。

　　1)主要特性

　　(1)稳定性好,可靠性高;

　　(2)阻值范围宽;

　　(3)阻值精度高;

　　(4)采用玻璃封装,可在恶劣环境下使用;

　　(5)体积小,重量轻,便于安装;

　　(6)热感应速度快,灵敏度高。

　　2)主要技术参数

　　(1)额定零功率电阻值范围(R25): 0. 1~1 000kΩ;

　　(2)R25允许偏差:±1%、±2%、±3%、±5%;

　　(3)B值范围(B25/50℃): 1 960~4 480 K;

　　(4)B值允许偏差:±0. 5%、±1%、±2%;

　　(5)工作温度范围: -55~+300℃。

　　温度传感器外型及尺寸见图2。

　　MF58型热敏电阻器和HT46R23的接线见图3。传感器输入电路由R1、MF58、IC1组成。

　　1·3　单片机

　　HT46R23为低价位高性能的Holtek新一代8位型单片机,专门为需要A/D转换的产品而设计,适用于测量仪器、小型电子秤及充电机等电子产品。HT46R23的引脚布置见图4, PB0~PB7口是8位双向输入/输出口,可由软件设置为CMOS输出/输入口或A/D输入口。

　　1·4　存储器电路

　　存储器选用AT24C256,用来存储记录温度的时间周期、记录的温度值及对应的时间、温度报警参数值。AT24C256的接线见图5,存储器电路由IC1、IC4、R14、R15组成。

　　1·5　时钟

　　时钟芯片选用DS1302 ,它是DALLAS公司推出的慢速充电时钟芯片,内含实时时钟和日历[1]。该芯片功耗很低,广泛应用于电话、传真、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等。

　　在系统中,时钟作时间基准用。DS1302与单片机之间采用同步串行的方式进行通信,需用到3个口线,接线见图6。