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一种新型多场点智能温度检测器的设计.PDF

一种新型多场点智能温度检测器的设计.PDF

上传者: 忆宇 2010-12-18 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《一种新型多场点智能温度检测器的设计pdf》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含第卷Vo.第期No.电子设计工程ElectronicDesignEngineering年月Mar.一种新型多场点智能温度检测器的设计钱翔周四龙孔颉刘符等。

第卷Vo.第期No.电子设计工程ElectronicDesignEngineering年月Mar.一种新型多场点智能温度检测器的设计钱翔周四龙孔颉刘波(.安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室安徽合肥.安徽大学电子科学与技术学院.安徽合肥)摘要:针对传统单一场点的测温系统无法同时获取多个场点的温度设计一种STCCAD单片机组网的多场点智能温度检测器。主控机通过命令获取各场点的温度并显示在液晶屏$A上温度超标时报警。详细给出系统的硬件与软件设计过程。实验证明该监测器能准确智能地检测出各场点的温度并进行实时显示.显示温度可精确到O.O关键词:温度检测分辨率低功耗总线驱动SPI接口DSB$A中图分类号:TN文献标识码:A文章编号:~()NewmultisitedesignofintelligenttemperaturedetectorQIANXiangZHUSilongKONGJieLIUBo(.KeyLaboratoryofIntelligentComputingSignalProcessingMin~tryofEducationAnhuiUniversityHefeiChina.CollegeofElectronicScienceandTechnologyAnhui西eUefeiChina)Abstract:AimingatthetraditionalsinglepointtemperaturesystemcannotgetmultiplesitestemperatureatthesametimeanintelligentmultisitesdetectednetworkingtemperaturemonitordesignedbysinglechipmicrocomputerSTCCADwasproposed.ThemaincontrollergotthetemperatureofthefieldpointthroughthecontrolcommandanddisplayedintheLCDscreenSAwhenthetemperatureexceededstandardvaluesthemonitorwouldalert.Thispaperpresentsthehardwareandsoftwaredesigningproceduresindetails.Experimentsverifythatthismonitordetectsthetemperatureaccuratelyandintelligently.andshowstherealtimedatavisually.Verifythedisplayaccuracyisuptoaprecisionof.%.Keywords:temperaturemeasurementresolutionlOWpowerbusdriverSPIinterfaceDSBSAHD温度实时检测系统在现代化生产中有着重要意义例如:实时检测温室大棚的温度可减少灌溉从而节约水资源实时检测仓库温度可防止重大火灾的发生。传统的基于DSB的多场点温度检测系统是在根总线上挂接多个DSlB【。由于DSIB的工作电流高达.mA.当总线上挂接点数较多且同时转换时需额外增加总线驱动。其次连接DSB的总线电缆长度有限远距离测温时需考虑总线分布电容和阻抗匹配等问题。许多情况下由于各场点距离相差很大。基于单总线DSB多场点温度检测系统已无法满足要求。因此这里设计一种基于单片机组网的多场点温度检测器能有效解决上述问题该检测器由主从模块构成主模块依次驱动各从模块采集温度并将采集温度传送至主模块主模块接收温度数据后先将温度显示在液晶屏上然后与预设阈值相比较若超过阈值则主模块驱动报警装置报警。DSB简介DSB温度传感器H具有(/)~位(/)分辨率测量温度范围为一~只需根数据线和地址线就并遵循一wire协议实现数据串行传输。DSB的字节的暂存器中前个字节为温度读取寄存器.该寄存器为收稿日期:作者简介:钱翔(一)稿件编号:男安徽石台人硕士研究生。只读寄存器温度转换后被更新在位分辨率情况下温度高字节中的前位是符号位如果测得温度大于.这位为.只要将测到的数值乘以.即可得到实际温度:如果温度小于这位为所测的数值需先取反加然后乘以.才能得到实际温度值紧接着个字节是用户可写包括高温(TH)报警寄存器和低温(TL)报警寄存器以及配置寄存器其中配置寄存器数据确定温度转换的分辨率:TH、TL和配置寄存器数据复制到字节的备份EEPRM中使其具有非易失性。DSIB上电时将EEPROM数据自动载人到暂存器相应位置。SA简介SA是集成点阵液晶驱动器及控制器作为液晶控制器和驱动器可提供路common和路segment输出。其内置位字符产生ROM(CGROM)提供个字符(x点阵)或个字符(l点阵)x位字符产生RAM(CGRAM)提供个字符(x点阵)x位字符显示RAM(DDRAM)(最多O字符LCD显示范围x行LCD显示格式行或行x点阵或xl点阵)。为了方便与多种微处理器接口需求该液晶模块提供位和位并行接口。利用上述功能可方便实现各种字符的显示画面清除光研究方向:信号与信息处理。《电子设计工程~年第期标归位、移动、闪烁、显示/隐藏。显示移位示开/关反向显示等功能。系统硬件设计该系统设计的主机和从机器件选用STCCADI~型单片机该器件价格低廉宽电压的工作范围..V:支持低功耗待机模式(由外部中断唤醒)KB片内Flash程序存储器KB片内RAM数据存储器高速SPI通信端口:全双工异步串行接口支持ISP/IAP编程无需编程器/仿真器大大减少开发成本。选用DSIB型数字式温度传感器.该器件价格低廉。性能稳定封装体积小。而液晶驱动控制器则选用$A。该器件接口简单方便内部提供字符无需用户自行构造且具有背景光能在夜间显示。报警电路主要由只红色和只绿色的LED灯构成红灯亮表示告警绿灯亮表示正常该LED驱动电流小可由主机直接驱动。硬件电路由个主机、个从机、个温度传感器、个MAX、显示电路、报警电路、复位电路、电源电路构成如图所示主机和从机的SPI接口连接在~起形成网络通信同时主机的个引脚(P.~P.)作为选取从机的信号控制线分别连接至从机的j而引脚。个从机分别连接个DSB完成各自场点的温度采集。主控单片机挂接液晶控制驱动器构成显示电路其巾单片机P.~P.连接液晶控制驱动器的数据总线P~P.连接其控制总线。绿灯和红灯分别与主机的P.和P连接构成报警电路。同时MAX连接至单片机的串行接El其功能完成rrrL电平和R电平转换实现主控单片机与PC机的通信而电源电路则为整个系统提供电源。謇MOSI~一,恼蜘温度传感器温度传感器图硬件电路设计框图.系统工作原理系统上电初始化后个从机进入低功耗待机状态。主机启动SPI主接收功能在P.引脚上产生下降沿中断唤醒从机退出待机模式驱动温度传感器完成场点的温度采集后从机启动SPI从发送功能将温度值传送给主机传送完毕后从机关闭SPI功能再次进入待机模式。主机接收完毕后关闭SPI功能然后将温度值与程序预设阈值比较若正常则点亮绿色LED否则点亮红色LED并延时s以提示工作人员温度超限计算十进制温度值并驱动$A显示计算结果(超限温度值)至此系统完成场点l的温度检测。同理主机在P.引脚产生下降沿启动从机.完成场点的温度检测后主机再检测场点的温度。依此系统循环检测个场点温度并实时显示。系统软件设计该系统软件主要采用汇编语言编写。采用结构化程序设计思想模块化编程使整个程序结构清晰维护调试方便。该软件由主机程序和从机程序部分构成。.主机程序主机程序流程如图所示包括主机初始化和温度计算显示子程序。主机初始化程序包括禁止所有中断、设置I/接口初始状态、SPI主接收模式、温度暂存区域、各场点温度阈值、初始化液晶(清屏、显示起始地址、点阵显示格式、光标闪烁、开显示)。初始化程序要保证初始化后红、绿色LED处于熄灭状态。温度计算显示子程序流程如图所示其功能是将二进制的温度值转换成十进制温度值并在液晶屏中显示液晶显示格式为XXXXX.XX第位为场点标号。第位为符号位后面位为该场点温度值。主机程序开始延时ms其目的是从机初始化。图主机程序流程.从机程序图为从机程序流程包括从机初始化和外部中断O服务子程序。前者包括设置SPI从发送模式、SPI中断禁止、设置外部中断零允许、设置外部中断零下降沿触发方式、设置低功耗待机方式后者实现传感器的温度采集并传送给主机。由于采集的温度值由个字节构成。为了让主机完整接收温度值故从机在传送完第个字节后等待.m。让主机保存第个字节后从机再发送第个字节。DSB囱钱翔。等一种新型多场点智能温度检测器的设计完成温度转化最大时间ms故外部中断服务程序要延时ms。严格遵循.Wire协议编程设置DSB.否则无法读取温度。I温度数据移入寄存器ITlI低位TL高位组成新字节转化成十进制得出相应的百位数、十位数、个位数f位数百分位数I送场点号、空格字符至液晶显示发送百位数、十位数、个位数小数点对应的字符至液晶显示‘l发送十分位数、百分位数f对应的字符至液晶显示l发送字符至液晶显示I调用从机初始化程SPI发送温高字节发送完低字节发送完图温度计算显示子程序图从机程序流程系统调试与结果实验中.DSB采用默认的位分辨率场点l~的温度阈值分别为、、。常温室内每隔min记录次试验数据结果如表所示其中PC机次显示个字节分别为温度高、低字节。当将场点的温度阈值改为时这时绿色LED灯常亮液晶无显示。表测量结果结束语本文设计的基于单片机组网多场点温度采集系统。实现个场点温度的智能采集与显示。与传统基于DSB的单总线温度采集系统相比.消除单总线的分布电容和阻抗匹配所带来的测量错误通用性强性能稳定精度高。本系统只要稍加修改即可构成网络结构实现任意多场点的温度采集实现温度的集中控制与显示应用前景广阔。参考文献:【】余威明.DSB高精度多点温度检测显示系统J】.仪表技术():.【朱群峰黄磊唐杰等.基于DSB的单总线多路温度采集系统J】.仪表技术():.【】楼然苗李光飞胡佳文等.单片机课程设计指导【M】.北京:北京航空航天大学出版社.lMaxim.DSBdatasheetEB/OE.()【O.http://www.maximic.corn.cn/pdfserv/en/ds/DSB.pdf.『SAMSUNG.seg/corndrivercontrollerfordotmatrixLCD【EB/OL.().http://www.samsung.corn/Products/Semiconductor/.【】宏晶科技公司.STCCAD系列单片机器件手~~EB/L.().http:Hwww.MCUMemory.corn.‘l~'w一I卜l.o,wIh卜(上接第页)表测量值与标准值的比较通过实验可知.通过该系统测量的温度值与标准温度计测得的温度值一致.可以应用到实际生活中。结束语本文提出一种基于单总线方式的数字温度传感器及单总线方式的无线发送模块实现温度采集的设计方案。该系统还可以与PC机相连实现数据的储存、处理等还可以连接调温装置实现温度的实时控制等。该系统装置结构简单、体积小、价格低、性能稳定。可应用于各种测温环境中使用。参考文献:【】任守华尹艳春.基于STCC单片机的接口腔综合治疗台恒温水控制系rEJ.黑龙江八一农垦大学学报.():.【黄智伟.无线收发集成电路原理与应用【M】.北京:人民邮电出版社..【】余瑾姚燕.基于DSB测温的单片机温度控制系统【J.单片机开发与应用():.I】黄智伟李富英.基于MAX/的MHzASK无线收发电路【JJ.单片机开发与嵌入式系统应用():}.【】戴佳戴卫恒刘博文.单片机C语言应用程序设计实例精讲【M】.版.北京:电子工业出版社.【】樊杨鎏李琨李静.无线分布式温度测控系统的设计及应用【J.昆明理工大学学报():.

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