基于LabWindows／CVI多點無線溫度數據采集系統設計

摘要：給出了一種基于C8051F020單片機實現無線溫度采集的系統方案。將AT24C16數據儲存電路、AD590溫度采集電路、實時時鐘電路、無線收發模塊和C8051F020控制電路置于采集環境中，采集到的數據可根據用戶需要通過無線模塊向主機發送，主機只需發送不同的控制命令，即可完成多點無線溫度采集，然后主機再將接收的數據通過串口發給PC機，用戶在LabWindows／CVI實現的PC機數據處理界面下，完成系統操作。實驗結果表明，該設計很好地達到了設計目的。
關鍵詞：C8051F020單片機；AD590；LabWindows／CVI；無線收發模塊

測控軟件開發平臺Labwindows／CVI虛擬儀器在對數據采集、處理和分析方面得到了廣泛的應用。本文介紹了一種基于C8051F020的溫度采集卡和LabWindows／CVI虛擬儀器的多點無線溫度采集系統，闡述硬件系統和軟件系統實現多點無線溫度采集的過程。硬件系統設計包括USB轉串口、無線收發模塊、溫度采集等；軟件系統設計包括用戶界面、串口通信、無線發射、接收處理等。

1 整體方案設計
從機通過溫度傳感器AD590采集環境溫度產生電流信號，該電流信號經信號調理電路完成I／V轉換，送入單片機進行A／D轉換，單片機將轉化得到的信息保存到AT24C16中，同時保存時鐘電路的實時時間。用戶只需簡單操作上位PC機軟件界面，發出相應的控制指令，通過串口傳給主機，主機發送地址和控制指令，若與某從機的地址匹配，則返回相應指令；若地址不匹配，則不做處理。主機收到相應匹配應答指令后，向從機發送溫度傳輸指令，從機收到后，將保存在AT24C16中的信息發給主機。主機則將接收到的信息由串口傳給上位PC機，用戶只需在上位機操作界面進行操作就可以觀察到相應區域的溫度變化情況。當從機地址重疊，主機接收到錯誤信息時，可通過上位機發送新地址，修改從機地址，以確保區域內各個子系統的穩定運行。

2 硬件電路設計
2．1 硬件總體設計
整個系統主要由從機采集、存儲和發射系統，主機接收和處理系統和上位PC機操作界面三部分組成。 從機部分由AT24C16數據儲存電路、AD590溫度采集調理電路、實時時鐘電路、無線模塊和C8051F020控制電路構成；主機部分由無線接收模塊和串口轉USB電路組成；上位PC機操作界面用于方便用戶操作。系統總體電路(包括主機系統和從機系統)設計框圖如圖1所示。

2．2 從機部分電路
信息儲存電路主要由AT24C16構成，AT24C16是具有I2C總線接口的E2PROM，其存儲容量為16 KB，字節地址空間為0～2 047。AT24C16的數據輸入引腳有過濾外部擾動信號的作用，在智能控制中廣泛用于常數、重要參數、系數參數的存放。
溫度采集部分采用AD公司的AD590單片集成兩端感溫電流源，它是利用PN結正向電流與溫度關系的原理制成的，具有良好的互換性和性能穩定，使用方便，抗干擾能力強，輸出阻抗高等優點。將AD590的輸出信號轉化為電壓信號，處理后送給單片機A／D采樣，如圖2所示。