CN208588476U - 多路温度采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了多路温度采集装置，包括型号为CY8C3866AXI的MCU芯片，还包括PT1000‑1温度传感器、PT1000‑2温度传感器、PT1000‑3温度传感器、电阻Rw1、电阻Rw1‑1、电阻Rw1‑2、电阻Rw2、电阻Rw2‑1、电阻Rw2‑2和参考电阻R，所述MCU芯片的内部自带输出1mA恒定电流的恒流源IDAC模块，MCU芯片的内部自带进行电流通道选择的模拟选择器CurrentMux、进行电压通道选择的模拟选择器ADCMux、ADC模块以及UART串口通信模块。本实用新型通过上述结构，简化了硬件设计，降低了成本，可同时实现对多个热敏电阻对应的多个温度进行同时测量，测量方便，测量效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量领域，具体涉及多路温度采集装置。
背景技术
现有的温度采集装置大多数都是利用热敏电阻在不同温度下呈现不同的阻值，通过测量热敏电阻的阻值反推其对应的温度，从而实现温度测量。目前的方案都是利用恒流源芯片给热敏电阻通一恒定电流，使热敏电阻两端产生电压差，然后通过运算放大电路对将该电压差进行放大，再利用ADC模数转换芯片将该电压转化成数字信号，数字电压信号再给到MCU计算得到对应的电压，电压再转化成对应电阻，最后再通过算法计算该电阻值对应的温度。现有技术要实现多路温度采集，硬件电路实现复杂，需要恒流源、放大器、模数转化器、单片机等器件，总体成本高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是简化硬件设计，目的在于提供多路温度采集，简化了硬件设计，降低了成本，可同时实现对多个热敏电阻对应的多个温度进行测量，测量方便，测量效率高。
本实用新型通过下述技术方案实现：
多路温度采集装置，包括型号为CY8C3866AXI的MCU芯片，其特征在于，还包括PT1000-1温度传感器、PT1000-2温度传感器、PT1000-3温度传感器、电阻Rw1、电阻Rw1-1、电阻Rw1-2、电阻Rw2、电阻Rw2-1、电阻Rw2-2、电阻Rw2-3和参考电阻R，所述MCU芯片的内部自带输出1mA恒定电流的恒流源IDAC模块，MCU芯片的内部自带进行电流通道选择的模拟选择器CurrentMux，MCU芯片的内部自带进行电压通道选择的模拟选择器ADCMux，MCU芯片的内部自带进行模数转换的ADC模块以及与外部实现通信功能的UART串口通信模块；模拟选择器CurrentMux的公共端连接到恒流源IDAC模块的输出端，模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_3_1依次串联连接电阻Rw1和PT1000-1温度传感器，PT1000-1温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_0_6依次串联连接电阻Rw1-1和PT1000-2温度传感器，PT1000-2温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_0_7依次串联连接电阻Rw1-2和PT1000-3温度传感器，PT1000-3温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚Calib_3_0连接参考电阻R一端，参考电阻R另一端接地Vss；模拟选择器ADCMux的公共端连接到ADC模块的输入端，模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_1依次串联连接电阻Rw2、电阻Rw1和PT1000-1温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_3依次串联连接电阻Rw2-1、电阻Rw1-1和PT1000-2温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_5依次串联连接电阻Rw2-2、电阻Rw1-2和PT1000-3温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_6依次串联连接电阻Rw2-3和参考电阻R，模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚Calib_3_0还连接电阻Rw2-3和参考电阻R的公共连接端。
本方案采用自带恒流源IDAC模块、模拟选择器CurrentMux、模拟选择器ADCMux、ADC模块和UART串口通信模块的型号为CY8C3866AXI的MCU芯片来替代现有技术中的多个硬件终端包括独立的恒流源、外部运放、模数转化器和MCU，即可实现对温度的测量，该采集装置相比现有技术简化了硬件设计，降低了成本，无需再额外考虑各个器件之间的配合关系，由于模拟选择器ADCMux可以进行电压通道选择，模拟选择器CurrentMux可以进行电流通道选择，该MCU芯片在使用时，利用改模拟选择器，即可实现同时对多个热敏电阻对应的多个温度进行测量，测量方便，测量效率高。本方案还设置滤波电阻，用于滤除杂波，最后采集的数据更加的准确可靠。
UART串口通信模块的接收端口RX_1和发送端口Tx_1分别连接到MCU芯片外部引脚上，从而可实现与其他设备进行通信的功能。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型采用自带恒流源IDAC模块、模拟选择器CurrentMux、模拟选择器ADCMux、ADC模块和UART串口通信模块的型号为CY8C3866AXI的MCU芯片来替代现有技术中的多个硬件终端包括独立的恒流源、外部运放、模数转化器和MCU，即可实现对温度的测量，该采集装置相比现有技术简化了硬件设计，降低了成本，无需再额外考虑各个器件之间的配合关系，由于模拟选择器ADCMux可以进行电压通道选择，模拟选择器CurrentMux可以进行电流通道选择，该MCU芯片在使用时，利用多个通道，即可实现同时对多个热敏电阻对应的多个温度进行测量，测量方便，测量效率高。
2、本实用新型还设置滤波电阻，用于滤除杂波，最后采集的数据更加的准确可靠。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型的原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1：
如图1所示，本实用新型包括多路温度采集装置，包括PSoC的型号为CY8C3866AXI的MCU芯片，其特征在于，还包括PT1000-1温度传感器、PT1000-2温度传感器、PT1000-3温度传感器、1欧阻值的电阻Rw1、1欧阻值的电阻Rw1-1、1欧阻值的电阻Rw1-2、1欧阻值的电阻Rw2、1欧阻值的电阻Rw2-1、1欧阻值的电阻Rw2-2、1欧阻值的电阻Rw2-3和1000欧阻值的参考电阻R，所述MCU芯片的内部自带输出1mA恒定电流的恒流源IDAC模块，MCU芯片的内部自带进行电流通道选择的模拟选择器CurrentMux，MCU芯片的内部自带进行电压通道选择的模拟选择器ADCMux，MCU芯片的内部自带进行模数转换的ADC模块以及与外部实现通信功能的UART串口通信模块；模拟选择器CurrentMux的公共端连接到恒流源IDAC模块的输出端，模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_3_1依次串联连接电阻Rw1和PT1000-1温度传感器，PT1000-1温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_0_6依次串联连接电阻Rw1-1和PT1000-2温度传感器，PT1000-2温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_0_7依次串联连接电阻Rw1-2和PT1000-3温度传感器，PT1000-3温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚Calib_3_0连接参考电阻R一端，参考电阻R另一端接地Vss；模拟选择器ADCMux的公共端连接到ADC模块的输入端，模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_1依次串联连接电阻Rw2、电阻Rw1和PT1000-1温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_3依次串联连接电阻Rw2-1、电阻Rw1-1和PT1000-2温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_5依次串联连接电阻Rw2-2、电阻Rw1-2和PT1000-3温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_6依次串联连接电阻Rw2-3和参考电阻R，模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚Calib_3_0还连接电阻Rw2-3和参考电阻R的公共连接端。ADC模块为20位ADC模块，温度传感器的型号均为PT1000，1欧阻值的电阻Rw1、1欧阻值的电阻Rw1-1、1欧阻值的电阻Rw1-2、1欧阻值的电阻Rw2、1欧阻值的电阻Rw2-1和1欧阻值的电阻Rw2-2均用作滤波，参考电阻R作为参考电阻。
UART串口通信模块的接收端口RX_1和发送端口Tx_1分别连接到MCU芯片外部引脚上。UART串口通信模块上还设置tx_1interrupt的发送中断端口，rx_1interrupt的接收中断端口。
本方案的CY8C3866内部IDAC恒流源、ADC模数转化、UART串口通信、CurrentMux模拟选择器、ADCMux模拟选择器五个功能模块。
其中CurrentMux、ADCMux的多路选择端通过芯片外部的引脚与外部电路连接，实现信号的采集。CurrentMux的公共端连接到IDAC模块的输出端，将IADC输出的电流送到芯片对应的引脚。ADCMux的公共端连接到ADC的输入端，将芯片对应引脚上的模拟信号送到ADC模块进行模数转化。
然后UART的接收和发送分别连接到芯片外部引脚上，该引脚再与外部的通信电路连接，实现通信功能。
现有的温度采集装置大多数都是利用热敏电阻在不同温度下呈现不同的阻值，通过测量热敏电阻的阻值反推其对应的温度，从而实现温度测量。目前的方案都是利用恒流源芯片给热敏电阻通一恒定电流，使热敏电阻两端产生电压差，然后通过运算放大电路对将该电压差进行放大，再利用ADC模数转换芯片将该电压转化成数字信号，数字电压信号再给到MCU计算得到对应的电压，电压再转化成对应电阻，最后再通过算法计算该电阻值对应的温度。现有技术要实现多路温度采集，硬件电路实现复杂，需要恒流源、放大器、模数转化器、单片机等器件，总体成本高。
将多个待测温度传感器接入测量装置后，通过CY8C3866内部自带恒流源IDAC模块输出1mA恒定电流；通过CY8C3866内部自带模拟选择器CurrentMux进行电流通道选择；电流流经对应通道PT1000温度传感器，产生电压；通过CY8C3866内部自带模拟选择器ADCMux进行电压通道选择；通过CY8C3866内部自带20位ADC模块进行模数转化；利用模拟选择器CurrentMux和ADCMux选择参考电阻通道；然后通过ADC转化得到其电压AD值ADREF；再通过模拟选择器CurrentMux和ADCMux选择任意一个热敏电阻通道；通过ADC转化得到其电压AD值ADRTD；利用下列等式可直接得到热敏电阻值；
最后调用CY8C3866内部RTD计算函数可直接得到对应电阻的温度值。
本方案采用自带恒流源IDAC模块、模拟选择器CurrentMux、模拟选择器ADCMux、ADC模块和UART串口通信模块的型号为CY8C3866AXI的MCU芯片来替代现有技术中的多个硬件终端包括独立的恒流源、外部运放、模数转化器和MCU，即可实现对温度的测量，该采集装置相比现有技术简化了硬件设计，降低了成本，无需再额外考虑各个器件之间的配合关系，并且各个功能模块均在由于模拟选择器ADCMux可以进行电压通道选择，模拟选择器CurrentMux可以进行电流通道选择，该MCU芯片在使用时，利用多个通道，即可同时实现对多个热敏电阻对应的多个温度进行同时测量，测量方便，测量效率高。本方案还设置滤波电阻，用于滤除杂波，最后采集的数据更加的准确可靠。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.多路温度采集装置，包括型号为CY8C3866AXI的MCU芯片，其特征在于，还包括PT1000-1温度传感器、PT1000-2温度传感器、PT1000-3温度传感器、电阻Rw1、电阻Rw1-1、电阻Rw1-2、电阻Rw2、电阻Rw2-1、电阻Rw2-2、电阻Rw2-3和参考电阻R，所述MCU芯片的内部自带输出1mA恒定电流的恒流源IDAC模块，MCU芯片的内部自带进行电流通道选择的模拟选择器CurrentMux，MCU芯片的内部自带进行电压通道选择的模拟选择器ADCMux，MCU芯片的内部自带进行模数转换的ADC模块以及与外部实现通信功能的UART串口通信模块；模拟选择器CurrentMux的公共端连接到恒流源IDAC模块的输出端，模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_3_1依次串联连接电阻Rw1和PT1000-1温度传感器，PT1000-1温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_0_6依次串联连接电阻Rw1-1和PT1000-2温度传感器，PT1000-2温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚RTD_0_7依次串联连接电阻Rw1-2和PT1000-3温度传感器，PT1000-3温度传感器的另一端接地Vss；模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚Calib_3_0连接参考电阻R一端，参考电阻R另一端接地Vss；模拟选择器ADCMux的公共端连接到ADC模块的输入端，模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_1依次串联连接电阻Rw2、电阻Rw1和PT1000-1温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_3依次串联连接电阻Rw2-1、电阻Rw1-1和PT1000-2温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_5依次串联连接电阻Rw2-2、电阻Rw1-2和PT1000-3温度传感器的公共连接端；模拟选择器ADCMux的多路选择端引脚RTD_2_6依次串联连接电阻Rw2-3和参考电阻R，模拟选择器CurrentMux的多路选择端引脚Calib_3_0还连接电阻Rw2-3和参考电阻R的公共连接端。
2.根据权利要求1所述的多路温度采集装置，其特征在于，UART串口通信模块的接收端口RX_1和发送端口Tx_1分别连接到MCU芯片外部引脚上。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112304466A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-02 | 武汉智能装备工业技术研究院有限公司 | 一种多通道扫描式温度测量装置 |
| CN113865726A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-31 | 宝星智能科技(上海)有限公司 | 一种多通道温度测量系统 |
| CN115507969A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-12-23 | 青海省地质环境监测总站 | 一种测量地温的传感系统 |
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