通信機(jī)房溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計
2 電路的硬件設(shè)計
系統(tǒng)的硬件設(shè)計直接影響到系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和終端的大小與外觀。根據(jù)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的基本技術(shù)指標(biāo),系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要由溫度檢測電路、LCD顯示電路、蜂鳴器報警電路、鍵盤控制電路、溫度控制電路、串行通信電路等幾部分組成。通信機(jī)房溫度檢測系統(tǒng)的硬件圖,如圖2所示。本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/155691.htm
(1)溫度檢測電路設(shè)計。
溫度傳感器選用DS18B20。DS18B20是由Dallas公司生產(chǎn)的“一線式”數(shù)字溫度傳感器,其全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形狀如三極管的集成電路以內(nèi)。DS18B20與其他的溫度傳感器相比較,DS18B20具有高精度、高可靠性、高性能、體積小、硬件開銷小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、更實用、抗干擾能力更強(qiáng)、附加功能更強(qiáng)的特點。DS18B20就是有獨特的1-wire接口、只有一個引腳進(jìn)行通信、數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換輸出單總線的數(shù)據(jù)總線。最高分辨率是12位,測溫范圍為為-55~+125℃,測溫分辨率可達(dá)0.062 5℃。CPU能夠用一根數(shù)據(jù)線與多個DS18B20之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,其中,所使用微處理器的端口數(shù)量并不多,這樣引線的數(shù)量要求較少,邏輯電路的數(shù)目也少。系統(tǒng)中采用“一線總線”的數(shù)字傳輸方式,增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(2)主控芯片的選擇。
設(shè)計中采用單片機(jī)實現(xiàn)對溫度的檢測與控制。在單片機(jī)選擇方面,由于AT89系列單片機(jī)與MCS-51系列單片機(jī)的引腳和指令完全相互兼容。然而相對于AVR、ARM等高端一些的單片機(jī)而言,AT系列的結(jié)構(gòu)與指令方面相對簡單,價格也便宜,而且完全可以達(dá)到設(shè)計的控制要求,所以,首選AT系列的單片機(jī)作為控制核心。
對于AT系列的單片機(jī)而言,常用單片機(jī)的基本類型有8種。AT89C51有4 kB的內(nèi)存存儲器,適用于本設(shè)計。系統(tǒng)中單片機(jī)選用的是AT89C51芯片,是由Atmel公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型單片機(jī)。AT89C51單片機(jī)在其片內(nèi)有4 kB Flash閃速程序存儲器,可經(jīng)受1 000次以上的寫入/擦除周期,并有程序存儲器加密邏輯,給單片機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)、應(yīng)用和生產(chǎn)帶來了便利。綜上所述,加之AT89C51單片機(jī)的價格相對便宜,因此控制核心部分選用AT89C51單片機(jī)。
3 系統(tǒng)軟件整體設(shè)計
檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計主程序調(diào)用了5個子程序,它們分別是溫度測試程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、LCD顯示程序、中斷控制程序、單片機(jī)與PC機(jī)串口通訊程序。溫度測試程序的主要功能是對溫度芯片送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,進(jìn)行判斷和顯示。鍵盤掃描電路及按鍵處理程序的主要功能是實現(xiàn)溫度通過鍵盤輸入,按鍵識別以及相關(guān)的溫度處理。LCD顯示程序的主要功能是利用數(shù)碼顯示傳送的數(shù)據(jù),控制系統(tǒng)的顯示部分。中斷控制程序主要實現(xiàn)循環(huán)顯示功能。串口通訊程序的功能是實現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信,然后將溫度數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī)。
主程序流程:首先系統(tǒng)進(jìn)行初始化賦值,依次調(diào)用溫度顯示子程序,鍵盤掃描子程序,然后把采集來的溫度和預(yù)先設(shè)定的溫度進(jìn)行比較,做出相應(yīng)的處理,比如高溫報警、低溫報警。最后把采集的溫度值以及處理命令通過串口通信傳送到PC機(jī),同時PC機(jī)也可以遠(yuǎn)程進(jìn)行控制。
4 結(jié)束語
通信機(jī)房的多路溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計主要是包括系統(tǒng)的構(gòu)成、系統(tǒng)的整體設(shè)計、系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等。利用主從分布式的思想,由一臺上位機(jī)和多個下位機(jī)組成兩級分布式通信機(jī)房的多路溫度測量的巡回檢測系統(tǒng),實現(xiàn)溫度的采集與控制,具有溫度數(shù)碼顯示、高溫報警、數(shù)據(jù)傳輸與存貯、打印數(shù)據(jù)曲線、遠(yuǎn)程控制等功能。系統(tǒng)利用PC機(jī)作為上位管理機(jī),使用軟件制作了較為人性化的溫度控制操作界
面,從而提高了系統(tǒng)的可視化程度,方便了用戶的使用。系統(tǒng)通過上位機(jī)控制下通過下位機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)采集,采集的溫度數(shù)據(jù)既可以通過RS-232總線傳送給主控PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,屏幕顯示或數(shù)據(jù)打印,也可以由下位機(jī)單獨工作,由LCD實時顯示各點的現(xiàn)場溫度。
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