多传感器电路数字传感器的电路设计，跟着芯片哥学你也会

发布时间：2024-10-05 20:10:41

数字传感器的电路设计，跟着芯片哥学你也会

传感器，作为将外部的非电子信号如温度、湿度、气压、亮度等参数转换成电压电流信号的器件，研发硬件工程师在项目的电路设计开发中经常使用，用于测量一些重要的物理量；然而传感器分为两大类，模拟传感器与数字传感器；芯片哥重点讲解数字传感器的特性

1.数字传感器定义：传感器将采集的环境物理量如温度通过内部电路的处理计算，对外输出数字电压或者电流信号，直接可以与单片机的IO引脚连接读取，不需要通过ADC采集功能处理；此类传感器芯片哥之前采用温湿度传感器DHT22就是这个例子

DHT22温湿度传感器

2.数字传感器电路图：

数字传感器由于其内部包含相应的处理电路，因此其外围的应用电路设计就比较简答，只需一个DQ引脚的上拉电阻即可；

3.数字传感器应用说明

数字传感器DHT22采用单总线，单总线即只有一个数据线，传感器的数据交换与控制均由此数据线完成；单总线数据帧格式是一次送出40位数据，高位先出，其时序图如下

起始信号：单片机把数据总线DQ拉低一段时间至少800us，通知传感器准备数据；

响应信号：传感器把数据总线DQ拉低80us，再拉高80us以作为单片机的响应；

数据格式：一次性通过DQ引脚输出40位数据，高位先出；

湿度数据：湿度分辨率是16Bit，高位在前；

温度数据：温度分辨率是16Bit，高位在前；

校验数据：校验位数据=湿度数据高8位+湿度数据低8位+温度数据高8位+温度数据低8位，用于单片机的数据校验，防止采集的数据出错；

DHT22数据位逻辑0与逻辑1的定义

关于数字温度传感器的基本应用原理，看完芯片哥的介绍，你是否也学会使用了呢？

本文由【芯片哥】原创撰写，喜欢就关注芯片哥，和芯片哥一起加油吧

今天学习了一个传感器电路，觉得这个电路设计的不错挺有意思就把他解析了一下并且记录下来，有不对的地方还请见各位不吝赐教。这个电路输入采用的是4-20MA的电流信号，信号在传输给单片机之前进行了一下处理，如图所示：

稳压管曲线

下面来简单介绍一下电路元件：DZ9和DZ10是一个12V/0.5W的稳压管，稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。

如图是稳压管的伏安特性曲线，从第三象限可以知道以下几点：

（1）反向电压较低时，稳压管截止。

（2）反向电压增大到Uz时，曲线很陡，说明电流大小在变化的时候稳压管电压基本不变，电压是稳定的，稳压管就是工作在这一状态下的，反过来就是电压变化可以引起稳压管很大的反向电流变化。

LM358是一个双运放的放大器，LM358使用的范围包括传感放大器，直流增益模组，音频放大器，工业控制，DC增益部件和其他的所有单电源供电的使用运算放大器的场合。

接下来简单分析一下电路：如图所示，这一部分电路的作用就是将输入的模拟电流信号

转化为电压信号，转化为电压的原因很简单就是放大器的输入电阻无穷大，C19是采样保持电容可以不用管，R42是为了将电流信号转换为电压信号，加DZ9的原因就是稳压，防止输入电流突然变大。

下图是电路的放大部分，从这些数据以及放大器工作的原理可以通过虚短虚断算的得出来它工作放大的倍数是1.5倍，具体的计算步骤就不一一的列出来了，电路很简单元件也很少计算也不会很复杂。