基於微控制器和溫度感測器實現專用測溫系統的設計

2022-08-10 00:45:15 字數 2376 閱讀 1164

引言

的場合。利用微控制器

和溫度感測器

、電容過載或損壞時,都會產生巨大的熱量如不及時發現處理,往往會導致事故或火災的發生。

系統方案

本裝置結構(圖1)可以大致分為:採集部分、供電電源系統、通訊部分。採集部分是通過主核心晶元at89s52微控制器和dallas最新單線式數字溫度感測器

ds18b20組建採集網路完成。ds18b20採集溫度測量範圍為-55~+125℃,多個ds18b20 可以併聯在唯一的三線上,實現多點測溫,可節省大量的引線和邏輯電路

。ds18b20 非常適用於遠距離多點溫度檢測系統,通過兩種通訊方式實時上傳溫度資料,這兩種通訊方式為 rs

485通訊和rs422通訊,在rs485通訊中用adi

adm2483,它是雙電源供電,輸出和輸入完全隔離的rs485晶元,可以加強對有效訊號的接受與傳送,增加了遠距離通訊的可靠性。而rs422通訊實現了全雙工的通訊機制,在另一端採用光耦

隔離的方式,將電源和訊號隔離,增加了資訊傳輸的正確率和抗干擾性,保證了資訊的完整性。

系統硬體設計

採集電路

原文位置  以at89s52微控制器為核心,外接看門狗

口雙向傳輸資料的功能,p3.4與ds18b20一線匯流排連線,實現對ds18b20進行讀取和寫入操作,在匯流排上加入乙個上拉電阻

。p2.0應用amd

電源原文位置  在進行系統執行時,不可缺少的就是電源的穩定性和可靠性,ams

1117-5.0具有限流和過熱自動關斷保護功能,其內建的帶隙基準可以保證輸出電壓的誤差精度。在輸出端需要連線乙個至少10mf的鉭電解電容用於提高輸出端的瞬態響應和穩定性。主要為微控制器及周圍電路供電。b0505s-w5是金昇陽

公司的一款專門針對線路板

上分布式電源系統中需要產生一組與輸入電源隔離的電源的應用場合而設計的,在此為內部隔離的adm2483提供隔離電源和max488通訊提供隔離電源。從而使訊號的傳輸更加可靠。電源電路示於圖3。

通訊原文位置  在通訊中分為rs485通訊和rs422通訊。rs485通訊採用的adm2483是adi公司的序列rs485介面晶元,採用雙電源供電,輸出和輸入完全隔離的rs485晶元,可以加強對有效訊號的接收與傳送,增加了遠距離通訊的可靠性。配合555的定時器

、led1分別指示資訊接收指示和傳送指示。可以直觀的監測資訊的傳輸過程。通訊電路如圖4所示。

系統軟體設計

與上位機的資料通訊,向上位機(主機)傳送測量到的溫度資料,接收上位機發來控制指令,進行傳輸資料,與上位機通訊的指令採用定長的cdt**指令,並有crc糾錯以保證資料正確傳輸。軟體流程圖如圖5所示。

在多點溫度測量系統中,單匯流排數字溫度感測器(例如ds18b20)因其體積小、構成的系統結構簡單等優點,應用越來越廣泛。每乙個數字溫度感測器內均有唯一的64位序列號(最低8位是產品**,其後48位是器件序列號,最後8位是前56位迴圈冗餘校驗碼),只有獲得該序列號後才可能對其進行操作,也才能在多感測器系統中將它們一一識別。由於感測器序列號的最低8位為產品代號,「需要的位值」可按對應的值給出,關鍵是其後的48位器件序列號的識別。這裡採用了「完全二叉樹」的排序思想(圖6)。具體思路:設在k位首次發生資料位衝突,這時所有的感測器分成兩類,即該位為1的感測器和為0的感測器。「需要的位值」給1,k位為1的感測器仍掛接在匯流排上。若接下來k+m、k+n位發生資料位衝突,「需要的位值」仍分別給1,獲得乙個序列號。下乙個過程在k、k+m位「需要的位值」仍給1,但在k+n位則給0,獲得另乙個感測器的序列號。第三個過程在k位仍給1,而在k+m位給0,在這條支路上繼續識別。k位為1的感測器的序列號識別完後,回到k位時,「需要的位值」給0,按同樣的方法識別該支路的感測器序列號。按此思路,多個感測器的序列號只需要分別識別一次。

建立關係表後,編制好程式,系統可投入執行。讀取每個測溫點的溫度時,需要用到「符合」rom

命令,該命令要求將關係表中的序列號取出送到匯流排上,只有序列號與之相符的感測器才掛接在匯流排上,可讀取其溫度。

綜上所述,用簡單的硬體以及程式設計方法自動建立關係表,在單匯流排多點溫度測量系統中實現了數字溫度感測器的自動識別,大大有利於系統的除錯、維護,減少維護工作量,並解決了過去維護工作必須由專業人員來完成,而不是由執行人員來完成的不便。

結語此裝置採用51系列微控制器作為主cpu

,成本低,通訊可靠性好,實時性高,已經完成樣機試製,通過相關測試

,並投入生產。本產品已經應用在電力系統監測蓄電池

周圍八路各點溫度,並上傳給後台。執行穩定,取得了良好的社會效益和經濟效益。

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微控制器溫度感測器的想法

1.首先微控制器ad是多少位的,比如n位,那麼微控制器ad的最大值是2 n 1 2.串接感測器的電阻為r,感測器的電阻為rc 3.ad的值 val rc r rc 2 n 4.根據 商提供的溫度和電阻的匹配表,進行計算。溫度和電阻一般為非線性的,所以一般會用查表法來查詢溫度值 精度要求不高的情況下 ...

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