[发明专利]一种基于MCU内部比较器的温度采集器及温度采集方法

说明书

本发明提供一种基于MCU内部比较器的温度采集器及温度采集方法，基于MCU内部比较器的温度采集器，包括充电电路模块、温度传感器模块、微处理器模块、信号转换模块、通信电路模块以及液晶显示模块；采用MCU内部比较器，外接充电电路，得到充电时间比，从而可以直接得到信号传来的电压，巧妙地减少了单独的AD转换器而达到精度高于8位A/D转换，减少了不必要的信号通道，提高了精度，且稳定性好，电路简单的温度采集器。

技术领域

本发明涉及数字信号通信技术领域，尤其涉及一种基于MCU内部比较器的温度采集器及温度采集方法。

背景技术

温度是用来衡量物体冷热程度的物理量，同样，也是地面气象观测中常规要素之一，在气象业务中，对温度的测量精度要求是比较高的。随着科学技术的推进，现代数字化网络的发展越来越普遍，温度的采集，传输，转换，处理与存储等功能也成了气象业务和日常工业生产中必不可少的一部分。通常使用的人工气象观测法，是在室外空旷的草坪上，把测量温度的温度表和传感器都放入百叶箱里，并将其涂成乳白色且朝北开门，因为这样可以避免太阳直接辐射，并把投到百叶箱上的光辐射反射，不易吸热，避免误差。而在一般的自动气象观测站中，通常采用金属铂电阻及极细的金属丝元件来测量气温，地温测量有两部分硬件电路，即传感部分和采集器的温度通道部分。传感部分有地温传感器、地温转接盒和信号传输线；采集器的温度通道是温度信号的调理转换电路，安放在室内。地表温度的测量使用的是PT100铂电阻传感器，温度通道部分即信号调理转换电路。用热电偶进行温度采集，经过运放，利用二极管进行温度补偿后，进行数模转换得到数字信号，测出温度值，这是常用的温度采集过程。

采用PT100传感器采集到的温度信号为模拟信号，需要将此模拟信号转化为数字信号才能通过单片机处理数据，一般的方法是通过单独的AD转换芯片，便于电路的修改，使用方便灵活，但是精度低，成本高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够兼顾成本低且精度高的一种基于MCU内部比较器的温度采集器及温度采集方法。

基于MCU内部比较器的温度采集器，包括充电电路模块、温度传感器模块、微处理器模块、信号转换模块、通信电路模块以及液晶显示模块；

充电电路模块由单电源和充电电路组成，为微处理器模块以及信号转换模块提供电源；

温度传感器模块采用PT100铂电阻，通过恒流源激励PT100铂电阻产生电压信号，将得到的温度信号转换为电信号，电信号在经过信号转换模块后送至微处理器模块处理；

微处理器模块采用单片机为控制核心，单片机内含2个精确模拟量比较器通过外接RC器件组成二路A/D转换器，每个比较器对应一个控制寄存器，且两个控制寄存器完全相同，利用外接RC电路进行供电，得到充电时间比，从而得到信号转换模块传来信号的电压，在电压比较相等的情况下，根据控制寄存器中计数器的计数结果，得到计算温度的准确参考值；

通信电路模块采用RS232串口，PC机通过RS232串口与微处理器模块连接；

液晶显示模块与微处理器模块连接。

优选的，液晶显示模块采用LM016L液晶显示屏。

优选的，通信电路模块采用MAX232芯片。

优选的，充电电源模块采用LM358单电源。

优选的，微处理器模块采用P87LPC762单片机。

一种温度采集方法，微处理器模块利用外接RC电路进行供电，通过充电时间的比值求出信号转换模块传来信号的电压，具体步骤如下：