摘　要：提出一种内嵌时钟功能的温度测量电路的设计方案。测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过振荡器将温度传感器的阻值变化转换为频率信号的变化,实现模拟信号到数字信号的转换,然后利用数字信号处理方法计算得出温度值,实现温度的测量。
关键词：温度传感器 振荡器 FPGA
用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。本文提出了一种新型的数字式温度测量电路的设计方案,该方案集成了温度测量电路和实时日历时钟电路。
温度测量电路的测温范围在-20℃～50℃之间,分辨率为1℃,测温时间小于1秒。电路中采用凌特公司的电阻可编程振荡器LT1799来实现电阻值到频率的转换,然后根据预先存储在ROM中的参数值进行比较映射得到待测温度值。实时日历时钟电路能显示年、月、日、星期、时、分、秒七种时钟信号,用户可以对时间进行设定或修改。整个电路用Altera 公司的ACEX1K系列的FPGA进行了硬件仿真实现,电路设计灵活,便于修改。
1 测温原理
温度监测主要是利用温度传感器来实现。本设计的温度传感器采用的是NTC热敏电阻,即具有负温度系数的热敏电阻,其电阻值(RT)随温度(T)的升高而迅速减小。阻值温度关系表达式为:

 
 
式中,A、B是由半导体材料和加工工艺所决定的两个常数,B值为热敏指数。设计中选用的是R25℃为100kΩ的MF58高精度测温热敏电阻,热敏指数为3 650K。
LTC1799是一种电阻可编程振荡器[1],可以产生占空比为50%的方波,并具有温度稳定和电源电压稳定的特性,是一种低功率器件,外围仅需一个元件,即设置电阻和旁路电容。LTC1799标准电路如图1所示,图中0.1μF的电容接在电源引脚与地之间,可以将电源噪声降一种新型数字温度测量电路的设计及实现一种新型数字温度测量电路的设计及实现-技术文章电子技术信息港