溫度報(bào)警系統(tǒng)完整軟硬件設(shè)計(jì)

摘要

溫度報(bào)警系統(tǒng)不需要復(fù)雜的信號(hào)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(cè)的需要和其他各種溫度控制系統(tǒng)，測(cè)量溫度范圍為-55℃?125℃，在-10?85 ℃范圍內(nèi)，溫度誤差為± 0.5 ℃。現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)環(huán)境下的溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制，設(shè)備或過(guò)程控制，溫度和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品。

1 總體設(shè)計(jì)方案

隨著人們生活水平的不斷提高,單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的，其中溫度報(bào)警系統(tǒng)就是一個(gè)典型的例子，但人們對(duì)它的要求越來(lái)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(jì)采用的溫度報(bào)警系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，方便閱讀溫度測(cè)量值，溫度測(cè)量精度，溫度數(shù)字顯示輸出范圍廣，同時(shí)可以通過(guò)發(fā)送射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。設(shè)計(jì)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(lái)實(shí)現(xiàn)溫度顯示，可同時(shí)滿足上述要求。另外，考慮到現(xiàn)實(shí)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(jì)框圖

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案：溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示，控制器采用Cerebot 32MX4，溫度傳感器采用PmodTMP，報(bào)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(hào)發(fā)送采用PmodRF1（無(wú)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(duì)于機(jī)器人項(xiàng)目的學(xué)生和業(yè)余愛(ài)好者是一個(gè)有用的嵌入式控制工具。其多功能的設(shè)計(jì)和可編程特性可以讓您訪問(wèn)眾多的微控制器外圍設(shè)備和設(shè)計(jì)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(gè)連接外圍設(shè)備的接口。它有九個(gè)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(diǎn)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(gè)Pmod Digilent的連接器外設(shè)模塊板

•八個(gè)愛(ài)好RC伺服連接器

•USB 2.0設(shè)備，主機(jī)和OTG支持

•兩個(gè)按鈕

•四個(gè)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(chǔ)器

•兼容USB 2.0全速上的-移動(dòng)（OTG）控制器，專用DMA通信

•兩個(gè)串行（SPI）的外設(shè)接口

•兩個(gè)UART串行接口

•2個(gè)I²C串行接口

•5個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

•五個(gè)定時(shí)器捕捉輸入

•五個(gè)比較/ PWM輸出

•16個(gè)10位模擬輸入

•兩個(gè)模擬比較器

圖 2 Cerebot 32MX4 外觀

圖 3 Cerebot 32MX4 電路圖