C8051F017構(gòu)建的智能二線制溫度變送器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能溫度變送器在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上分為電源管理模塊、因此要求微處理器和周圍器件必須采用低功耗器件，保證其整體電流小于4mA

2.硬件組成
由于采用微處理作為核心，因此要求微處理器和周圍器件必須采用低功耗器件，保證其整體電流小于4mA.

2.1 電源管理模塊
采用Maxim公司的高電壓低功耗線性變換器MAX1616用于電壓變換。該器件將輸入的24V電壓變換成5V電壓，給外圍器件供電。為進(jìn)一步降低微處理器的功耗和提高數(shù)據(jù)處理精度，再把5V電壓經(jīng)過MAX619輸出一個(gè)3V高精度的電壓基準(zhǔn)，對(duì)微處理器供電，并為A/D轉(zhuǎn)換提供參考電壓。

此數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊的硬件電路較為簡單，只設(shè)4個(gè)操作鍵，通過軟件管理，實(shí)現(xiàn)溫度測量基準(zhǔn)值調(diào)節(jié)、溫度測量斜率值調(diào)節(jié)、基準(zhǔn)電流值調(diào)節(jié)和滿量程電流值調(diào)節(jié)等功能。

2.4 V/I變換模塊
 
V/I變換模塊電路如圖3所示，V/I變換部分彩負(fù)載共地方式，由TI公司的高速低功耗精密運(yùn)算放大器TLE2021、精密電阻R1~R6及TI組成。Vi為輸入電壓，Io為輸出電流，R5為取樣反饋電阻，R3，R6為限流電阻，R7為負(fù)載電阻，R5取樣電流信號(hào)以電壓形式加到運(yùn)算放大器的輸入端，形成1個(gè)電流并聯(lián)負(fù)反饋電路。

2.5系統(tǒng)功耗

經(jīng)測試，電源管理部分主要器件MAX1616的靜態(tài)電流為80uA,MAX619的靜態(tài)電流為100uA.信號(hào)處理部分主要器件X9C104和X9C504的靜態(tài)電流各為500uA，TCL27L2的靜態(tài)電流為120uA。數(shù)據(jù)運(yùn)算部分主要器件C8051F017的靜態(tài)電流為1mA.V/I轉(zhuǎn)換部分主要器件TLE2021的靜態(tài)電流為230uA、ICL7660的靜態(tài)電流近似為200uA.其他元件大約為500uA.該系統(tǒng)的總體靜態(tài)電流為3.37mA.

3.軟件組成

3.1 A/D轉(zhuǎn)換

為使A/D轉(zhuǎn)換器滿足一定的轉(zhuǎn)換精度，就必須讓取樣電路的保持電容有足夠的充電時(shí)間。系統(tǒng)采用1MHz晶振，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘周期選擇16個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期。其轉(zhuǎn)換程序?yàn)椋?/font>