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温测系统各模块与接口的简单介绍

发布来源:www.xyhlcd.com   发布时间:2012-9-10

    测温系统采用了集成度高、功耗低的MSP430F149为核心微处理器,通过传感器DS18B20实现对温度测量,并进行存储和显示。实验表明:当外界温度试验的范围设定在0℃~50℃,可确保测量误差不超过±0.5℃,在试验板上显示温度精确到0.0625℃,AD转换的时间是750ms,传输的距离是40m。另外,在该系统的基础上也可以扩展其他信号,如湿度,压力等。智能温度检测系统采用的是一种改进型智能温度传感器DS18B20,数字温度传感器通过单总线与单片机连接,系统结构简单,抗干扰能力强,适合于恶劣环境下进行现场温度测量,也可应用于仓库测温、高层空调控制和农业生产过程监控等领域。它由MSP430F149主控制器、CAT24WC64存储模块、HTM1602A液晶显示模块、ISD1420语音报警模块、矩阵键盘和单总线接若干温度传感器DS18B20组成。随着设备的电气化和自动化程度不断提高,对设备和环境进行实时监控显得尤为重要。传统的测温器件热敏电阻测出的一般是电压, 需要再转化为相应的温度,这就要有其它外部硬件的支持。因此硬件电路比较复杂,设计成本也比较高。

    DS18B20的内部主要由光刻ROM、温度传感器、非易失性的温度报警触发器TH和TL配置寄存器组成。DS18B20可以有多种封装形式,在TO-92封装中,GND为接地引脚,DQ为数据输入/输出引脚,VDD为可选的外部电源供电引脚,在寄生电源工作方式下接地。访问DS18B20的工作顺序通常为:初始化,发送ROM操作命令,发送RAM操作命令。通过初始化复位工作使主设备知道传感器DS18B20存在并准备工作。通过发送ROM命令可以知道某个特定的DS18B20是否存在并且是否超过温度警界值。

    1 语音报警模块
    对于温度的超限情况进行报警,系统采用语音报警方式。语音报警由ISD1420芯片控制,它具有分段录放功能,每次录放时间为20S。预先录制好的温度语音,由MSP430单片机判断被测温度,当测量值高出或低于标准值时放出各自相应的录音,从而实现温度的报警功能。

    2 温度显示模块
    LCM液晶显示模块HTM1602A是基于S6A0069芯片构建的2行l6列字符型的LCD液晶显示模块,基于S6A0069所编写的控制程序亦可以很方便地应用于其它大部分字符型液晶模块。其字符显示的分辨率是5×8(即每个字符是由一个5×8的点矩阵构成)。

    3 数据存储模块
    系统采用CAT24WC64作为存储芯片。CAT24WC64是一个64k位串行CMO SEEPROM,内部含有8192个8位字节,每个序列码占用8字节空间,系统管理程序会以8字节为基数计算传感器注册码的地址序号,并反馈给用户作为传感器的标识号。具有一个32字节写缓冲器,该器件通过I2C总线接口进行操作,有专门的写保护功能。

    4 串口通信接口电路设计
将MSP430F149单片机采集的温度数据传输到上位机,利用MSP430单片机的通讯接口连接到RS232串行口接收或发送数据和指令,但是单片机的TTL电平和RS232不兼容,因此使用MAX232进行电平转换。

    使用MSCOMM控件主要是通过事件来处理串行口的交互。控件的MSCOMM事件负责捕获或处理这些通讯事件和通讯错误。系统程序设计包括主程序,复位子程序,报警和分辨率设置子程序,温度转换子程序,读温度子程序,计算温度和显示温度子程序等等。MSP430F149对DS18B20的访问流程是:先对DS18B20初始化,再进行ROM操作命令,最后才能对存储器RAM操作。下面就简要介绍MSP430系列单片机C语言的几个主要子程序。
MSP430系列是一种具有集成度高、功能丰富、功耗低等技术特点的16位单片机,它采用c语言完成程序设计,大大提高了开发调试的工作效率;同时用c语言所产生的文档资料也容易理解,便于移植。
系统采用MSCOMM控件实现VC++与单片机之间的数据交换,具有程序实现简便、程序模块化、工作可靠等优点,并能满足多数情况下的工控要求。

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