李要中

(民航河南空管分局，河南 郑州450000)

0 引言

随着气象探测技术的不断发展[1]，结合目前民航气象探测业务需求[2]，对气象温湿度信号采集提出了更高的要求。本文对气象温湿度传感器进行了自动数字化研究，设计了一种自动温湿度传感器采集电路，该电路结合温湿度测量原理，以高精度低功耗微型化方式将数据采集处理单元集成在采集板上，实现对机场气象温湿度观测数据的采集、处理、存储等功能，能够广泛地应用于民航气象业务中。

1 设计总体结构

温湿度数据采集单元可以对实时环境温湿度信息进行采集、运算处理[3]。 设计整体结构包括MCU 控制电路、信号采集电路、通信接口电路、外部时钟电路及电源。 设计中温度电阻采用PT100，根据PT100 在温度为0 ℃时的标准电阻值为100 Ω，且随着温度的变化PT100 的电阻值也跟着变化的特性，设计通过测量PT100 的电阻值，计算出当前的温度值。 系统设计总体结构如图1 所示。

图1 设计结构图

1.1 电源电路设计

采集电路芯片工作电源为3.3 V，采用LT3680模块，作为频率在200 kHz～2.4 MHz 之间可调节的单片式降压型开关稳压器，输入电压最高可达36 V，设计选择常用的12 V 电压输入[4]，控制电阻采用63.4 kΩ/1%，FB 引 脚 选 用 阻 值 大 小 为316 kΩ，能够产生3.3 V 电压值。 RUN/SS 引脚上的电阻器和电容器提供一个受控的输出电压斜坡控制芯片工作状态，以2.5 V 为基准，高电平触发开始工作，低电平触发停止工作。 设计原理如图2 所示。

1.2 时间电路设计

时间电路选用低成本、高精度I2C 实时时钟芯片DS3231 来设计实现，DS3231 的寄存器地址为00h ～12h，它通过读取适当的寄存器字节来获取时钟和日历信息[5]。……