溫度報警系統(tǒng)完整軟硬件設(shè)計

摘要

溫度報警系統(tǒng)不需要復(fù)雜的信號調(diào)理電路和A / D轉(zhuǎn)換電路可以直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和處理，方便，精度高，功耗低，小型化，抗干擾能力，可根據(jù)不同溫度監(jiān)測的需要和其他各種溫度控制系統(tǒng)，測量溫度范圍為-55℃?125℃，在-10?85 ℃范圍內(nèi)，溫度誤差為± 0.5 ℃?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的干擾。適合惡劣的現(xiàn)場環(huán)境下的溫度測量，如：環(huán)境控制，設(shè)備或過程控制，溫度和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品。

1 總體設(shè)計方案

隨著人們生活水平的不斷提高,單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中溫度報警系統(tǒng)就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。

該設(shè)計采用的溫度報警系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，方便閱讀溫度測量值，溫度測量精度，溫度數(shù)字顯示輸出范圍廣，同時可以通過發(fā)送射頻信號實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。設(shè)計利用單片機(jī)Cerebot 32MX4，溫度傳感器PMODTMP，共陰極，8位串行數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸，以LED來實現(xiàn)溫度顯示，可同時滿足上述要求。另外，考慮到現(xiàn)實中可能需要遠(yuǎn)程獲取信息，該系統(tǒng)添加了射頻發(fā)送模塊，提供了遠(yuǎn)程監(jiān)控的能力。

1.1 總體設(shè)計框圖

系統(tǒng)總體設(shè)計方案：溫度計電路設(shè)計總體設(shè)計方框圖如圖1所示，控制器采用Cerebot 32MX4，溫度傳感器采用PmodTMP，報警器采用PmodSPKR1（1W揚(yáng)聲器模塊板），LED顯示器采用PmodCLS（字符LCD串行接口模塊），射頻信號發(fā)送采用PmodRF1（無線電收發(fā)器）。

圖 1系統(tǒng)原理方框圖

1.2 主控制器

Cerebot 32MX4對于機(jī)器人項目的學(xué)生和業(yè)余愛好者是一個有用的嵌入式控制工具。其多功能的設(shè)計和可編程特性可以讓您訪問眾多的微控制器外圍設(shè)備和設(shè)計多種用途的方案。此開發(fā)板有許多的I / O連接器和電源供應(yīng)方案。

Cerebot 32MX4與Microchip MPLAB共同合作，開發(fā)環(huán)境支持在MPLAB下的編程和調(diào)試。Cerebot 32MX4提供了多個連接外圍設(shè)備的接口。它有九個連接器用于連接Digilent的Pmod™外設(shè)模塊。 Digilent的周邊模塊包括H橋，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，揚(yáng)聲器放大器，開關(guān)，按鈕，指示燈，以及轉(zhuǎn)換器，方便連接到RS232，接線端子，BNC接頭插孔，伺服電機(jī)等。

其特點包括：

•一種PIC32 MX460F512L微控制器

•支持Microchip MPLAB下的編程和調(diào)試開發(fā)環(huán)境

•九個Pmod Digilent的連接器外設(shè)模塊板

•八個愛好RC伺服連接器

•USB 2.0設(shè)備，主機(jī)和OTG支持

•兩個按鈕

•四個LED

•多種電源選擇，包括USB供電

•ESD保護(hù)和短路保護(hù)所有I / O引腳。

•512KB的閃存

•內(nèi)部32KB的SRAM存儲器

•兼容USB 2.0全速上的-移動（OTG）控制器，專用DMA通信

•兩個串行（SPI）的外設(shè)接口

•兩個UART串行接口

•2個I²C串行接口

•5個16位定時器/計數(shù)器

•五個定時器捕捉輸入

•五個比較/ PWM輸出

•16個10位模擬輸入

•兩個模擬比較器

圖 2 Cerebot 32MX4 外觀

圖 3 Cerebot 32MX4 電路圖