基于石英晶体的遥测温度计设计
3 系统硬件电路设计
3．1 石英晶体振荡电路设计
为获得所需的频率信息，需要用石英晶体和相关元件构成振荡电路才能获得频率信号的输出。由于传感器的精度要求高，所以要求振荡器元件的温度性能要好，石英晶体与电路的接线要短，并要求振荡电路的振荡裕度大。参考已有的几种电路设计原理，本文采用的石英晶体振荡电路如图2所示。
这个差频信号用于后续计数电路的门控信号，门控芯片实现对T1(OCXO)的计数功能，计数所得的计数值与测量的温度值相对应，从而可以计算出测量的温度值。根据石英晶体HTS-206的资料可知，温度在-40～+85℃时，频率变化的范围约为150 Hz，即温度变化1℃时频率变化1．2 Hz，如果直接采用这个测量频率来计算温度，就不能保证温度测量的精度，所以不予采用。与文献中使用的频率测量方法相比，本文设计的方法以待测的频率信号作为门控信号，用这个门控信号测量T1(OCXO)在这个门控周期内频率的变化量，通过这个变化量再计算温度，该方法大幅提高了测量的灵敏度，保证了测量精度。
3．2 单片机与芯片nRF2401的接口
无线数据收发部分主要是单片机MSP430F169与nRF2401芯片的接口电路设计。nRF2401通过外接晶体为它提供工作所需的时钟。nRF2401还必须有天线电路，才能实现数据的收发。数据采集芯片MSP430F169与nRF2401芯片通过SPI相连，由于nRF2401芯片的SPI接口只有一个数据管脚，所以该管脚与数据采集芯片MSP430F169的SPI管脚直接连接。数据采集芯片MSP430F169的SPI口两个管脚都连接到nRF2401芯片的DATA管脚，因此数据采集芯片MSP430F169的SPI管脚都需要串接10 kΩ的电阻。另外，由于DR1为高电平有效，因此需要将P2.2管脚拉低。图3为数据采集芯片MSP430F169与nRF2401芯片的接口电路原理图。
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