1、中北大學2013屆畢業(yè)設計說明書第1頁共8頁用于數(shù)據(jù)采集和控制微機械流量傳感器的單片機接口電路用于數(shù)據(jù)采集和控制微機械流量傳感器的單片機接口電路PAsimakopoulosGKaltsasAGNassiopoulou摘要針對用可編程操作模式來快速而準確的測量流量，目前的工作是，設計和制造一個特殊的基于單片機的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可應用預定功率的加熱器，同時能夠監(jiān)測熱電信號和加熱器電流。RS232的使用實現(xiàn)了與外界的聯(lián)系。而接口電路

2、則用于微機械流量傳感器的測量。各種傳感器參數(shù)是在層流和湍流條件下提取的。具有三個操作模式（恒定電壓、功率、溫度）的傳感器響應也能夠得到。1引言引言現(xiàn)在在微電子系統(tǒng)領域方向的研究已經逐步引向了具有執(zhí)行復雜操作能力的智能電子接口[1][2]。尤其是，為專業(yè)應用程序設計的接口電路提高了微電子系統(tǒng)的操作能力，并且提供了控制與通信的友好用戶環(huán)境。在這項研究中，為了用可編程操作模式來快速而準確的測量流量，設計和制造了一個基于單片機的數(shù)據(jù)采集和控制系

3、統(tǒng)。而接口電路則用于微機械流量傳感器的測量。2系統(tǒng)描述系統(tǒng)描述熱流量傳感器在其他地方都詳細介紹了[3]。它由一個多晶硅熱電阻和兩個對稱的位于加熱器兩側的熱電堆組成。因為兩個熱電堆串聯(lián)的聯(lián)系在一起，因此微分信號可直接利用。熱電阻的阻值隨溫度變化而變化，因此它引導另一個信號傳送到傳感器，這可以用作為額外流量信號的熱電堆來解釋。這種效應可以通過不同的操作模式來補償[4]。如圖1所示的接口電路框圖。它由三個子電路組成，分別是：數(shù)據(jù)采集電路、控制

4、與供電電路和串口通訊電路。接口處是一個16MHz的8位微控制器，它可以通過相應的軟件處理所有不同的過程。為了達到快速而且低成本的目的，因此選擇了一個特定的單片機（C）。中北大學2013屆畢業(yè)設計說明書第3頁共8頁關，因此它能產生溢出從而影響放大器的工作。為了避免這種特殊影響，因此使用了兩個額外電阻（R1，R2）。為了解決傳感器供電問題，使用了一個閾值為2.5V，分辨率為38V的16位數(shù)字模擬轉換器（DAC）。該數(shù)字模擬轉換器（DAC）通

5、過單個程序啟動（SPI）端口以4MHz的響應頻率與單片機（C）相連。由于這個配置的選擇，輸出電壓在4s內就會響應。所需傳感器的輸入電壓是10V～12V，所以通過低噪聲放大器可以將信號放大6倍。3軟件程序軟件程序圖2單片機程序流程框圖通用程序流程圖如圖2所示。主程序菜單提供了傳感器的運營模式。它由三個選擇模式組成，分別是：恒電壓（CV）模式、恒功率（CP）模式和恒溫（CT）模式。如果選擇恒電壓模式，那么子菜單中將有兩個選擇：通用電壓（AV