基于汽車(chē)SENT接口且帶冷結補償的熱電偶溫度傳感器

電路功能與優(yōu)勢

本電路顯示如何在精密熱電偶溫度監控應用中使用 ADuC7060 或 ADuC7061精密模擬微控制器ADuC7060/ADuC7061集成雙通道24位∑-△型模數轉換器（ADC）、雙通道可編程電流源、14位數模轉換器（DAC）、1.2 V內置基準電壓源以及ARM7內核、32 kB閃存、4 kB SRAM和各種數字外設，例如UART、定時(shí)器、串行外設接口（SPI）和I2C接口。

在該電路中，ADuC7060/ADuC7061連接到一個(gè)熱電偶和一個(gè)100Ω鉑電阻溫度檢測器（RTD）。RTD用于冷結補償。作為額外選項，ADT7311數字溫度傳感器可用于代替RTD來(lái)測量冷結溫度。

在源代碼中，ADC采樣速率選擇4 Hz。當ADC輸入可編程增益放大器（PGA）的增益配置為32時(shí)，ADuC7060/ADuC7061的無(wú)噪聲分辨率大于18位。

與主機的單邊半字節傳輸（SENT）接口通過(guò)使用定時(shí)器控制數字輸出引腳來(lái)實(shí)現。然后，使用外部NPN晶體管將此數字輸出引腳通過(guò)外部方式電平轉換為5 V。按照SENT協(xié)議（SAE J2716標準）第6.3.1節的建議在SENT輸出電路中提供了EMC濾波器。數據按下降沿到下降沿測量，每個(gè)脈沖的持續時(shí)間與系統時(shí)鐘周期數相關(guān)?？赏ㄟ^(guò)測量SYNC脈沖來(lái)確定系統時(shí)鐘速率。SYNC脈沖在每個(gè)數據包開(kāi)始時(shí)發(fā)送。要了解更多詳情，請參見(jiàn)“SENT接口”部分。

圖1. 具有熱電偶接口、用作溫度監控器控制器的ADuC7060/ADuC7061（原理示意圖，未顯示所有連接）

電路描述

本應用中用到： ADuC7060/ ADuC7061的下列特性：

內置PGA的24位∑-△型主ADC。PGA的增益在本應用的軟件中設置為32。主ADC在熱電偶信號采樣與RTD電壓信號采樣之間連續切換。

如果用RTD測量冷結溫度，可編程激勵電流源會(huì )驅動(dòng)受控電流流過(guò)RTD。雙通道電流源可在0μA至2μA范圍內以200μA階躍配置。本例使用200μA設置，以便將RTD自熱效應引起的誤差降至最小。

如果用ADT7311測量冷結溫度，將在主機模式下使用SPI接口來(lái)連接ADT7311從機。

ADuC7060/ ADuC7061中ADC的內置1.2 V基準電壓源。內部基準電壓源精度高，適合測量熱電偶電壓。

ADuC7060/ ADuC7061中ADC的外部基準電壓源。為了測量RTD電阻，我們采用比率式設置，將一個(gè)外部基準電阻（RREF）連接在外部VREF+和VREF?引腳上。

AD8628 單電源運算放大器用于緩沖RREF至ADC的高阻抗基準電壓。

OP193是用于替代AD8628的另一可選擇型號。

用于將熱電偶共模電壓設為地以上850 mV的DAC。

ARM7TDMI?內核。功能強大的16/32位ARM7內核集成了32 kB閃存和SRAM存儲器，用來(lái)運行用戶(hù)代碼，可配置并控制ADC、通過(guò)RTD處理ADC轉換，以及控制SPI接口的通信。