基于單片機C805lF040的水溫遙控遙測系統的設計

溫度遙控遙測系統主要由微處理器系統、測溫模塊、加熱模塊、通信模塊、液位模塊以及上位機軟件等組成。系統構成如圖1所示。

測溫模塊測量液體溫度后，把溫度數值發送給微處理器，當溫度變化達到一定值后，加熱模塊開始加熱，首先可以在設定的時間內，加熱到設定的溫度并穩定在該溫度一段時間。系統通過兩個通信模塊實現遙測遙控，上位機設好溫度參數后，通過通信模塊傳給遠處的微處理器，微處理器按照上位機設定好的溫度控制加熱模塊進行加熱，同時微處理器把液體溫度和液位高度通過通信模塊傳給上位機軟件，通過上位機軟件界面可以實時顯示和監測液體溫度和高度。顯示模塊把系統的溫度、高度等各項數據實時顯示在液晶屏幕上。

硬件設計
系統硬件主要由C8051F040單片機最小系統、PTR2000無線通信模塊、TCA785移相調壓控制模塊、Ptl00測溫模塊、WDK505測液位模塊等組成。

1 C8051F040單片機最小系統

最小系統以單片機C8051F04O為核心，包括晶體振蕩電路、復位電路、抗干擾電路、電壓基準電路和電源部分。C805lF040單片機是美國Cygnal公司生產的完全集成的混合信號系統級芯SoC。它具有64kB Flash、4352BRAM、CAN控制器2．0、兩個串行接口、5個16位定時器、12位A／D轉換器、8位A／D轉換器及12位D／A轉換器等，它內部還帶有JTAG接口，使調試變得非常方便。

2 PTR2000無線通信模塊

該器件將接收和發射合接為一體，工作頻率為國際通用的數傳頻段433MHz；采用FSK調制／解調，可直接進入數據輸入／輸出，抗干擾能力強。該模板塊在內部集成了高頻接收、PLL合成、FSK調制／解調、參量放大、功率放大、頻道切換等功能。通信距離可以滿足設計要求，設計電路中將PTR2000的一部分通過MAX232進行電平轉換后與計算機串口連接，另一部分與最小系統連接。

3 TCA 785移相調壓控制模塊

加熱模塊采用移相觸發集成觸發器來實現。觸發器TCA785過零點的識別能力高，移相范圍更寬，輸出脈沖的整齊度更好，可使受控元件在0V到220V無級改變，常用于對精度要求高，受控環境惡劣的條件下。移相觸發是通過改變電壓調節導通角來實現調壓，負載兩端的電壓及平均功率是隨移相觸發角的變化而變化的。在可控硅的每個正或負的周期中都有保持通、斷的部分，即輸出連續可調，能適應各種性質的負載。本系統為加熱單元設置了總控開關，上位機可直接控制開關的通斷，用燈泡顯示開關狀態。其控制原理圖見圖2。

4 Ptl00測溫模塊

Ptl00溫度傳感器為正溫度系數熱敏電阻傳感器，具有抗振動、穩定性好、準確度高、耐高壓等優點。

5 WDK505測液位模塊

采用WDK505壓力變送器測量液位。該儀器具有防結露、防雷擊設計，抗干擾能力強，長期穩定性好等優點。芯片置于全不銹鋼殼體內堅固密封，可靠性好，精度高。