發(fā)布時(shí)間：2014-07-23所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：多路智能溫度控制器作為下位機(jī)，運(yùn)行MCGS 工業(yè)組態(tài)軟件的 PC 機(jī)作為上位機(jī)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。上下位機(jī)間的通信方式可以采用串口通信或者以太網(wǎng)通信，這在啟動(dòng) MCGS 時(shí)可以選擇。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī),聲光報(bào)警,C語(yǔ)言 一、系統(tǒng)的構(gòu)成 多溫度控制器總體解決
摘 要：多路智能溫度控制器作為下位機(jī)，運(yùn)行MCGS 工業(yè)組態(tài)軟件的 PC 機(jī)作為上位機(jī)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。上下位機(jī)間的通信方式可以采用串口通信或者以太網(wǎng)通信，這在啟動(dòng) MCGS 時(shí)可以選擇。
關(guān)鍵詞： 單片機(jī),聲光報(bào)警,C語(yǔ)言
一、系統(tǒng)的構(gòu)成
多溫度控制器總體解決方案是以微處理器為核心，在外圍設(shè)計(jì)電源轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊、存儲(chǔ)模塊、溫度采集模塊、人機(jī)交互模塊以及輸出模塊，系統(tǒng)框圖如圖1所示。
(一) 電源轉(zhuǎn)換模塊
電源轉(zhuǎn)換模塊是系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的基本保證。多路智能溫度控制器上有多種電源需求：微控制器LPC2220的工作電壓為1.8V±0.15V，I/O口電壓要求范圍為3.0V~3.6V，最大不能超過(guò)5V;存儲(chǔ)芯片、DAC器件TLC5620等需要+5V電源;鍵盤(pán)控制芯片ZLG7290、Data Flash SST25VF016B、RS232轉(zhuǎn)換芯片等需要+3.3V電源;IO板、電壓-電流轉(zhuǎn)換芯片AM422等需要+24V電源;同時(shí)，為防止模擬信號(hào)受數(shù)字信號(hào)的干擾，電源設(shè)計(jì)采取數(shù)字電源和模擬電源隔離的方式，對(duì)數(shù)字器件、模擬器件進(jìn)行分別供電。
系統(tǒng)供電結(jié)構(gòu)。市電220V經(jīng)AC-DC模塊轉(zhuǎn)換得到-12V、+12V和+24V，然后再經(jīng)DC-DC模塊得到5V電源，3.3V、1.8V則由LDO模塊輸出得到。設(shè)計(jì)中選擇芯片SPX1117-3.3來(lái)產(chǎn)生+5V到+3.3V的轉(zhuǎn)換，SPX1117系列LDO芯片輸出電流可達(dá)800mA，輸出電壓的精度在±1%以內(nèi)，還具有電流限制和熱保護(hù)功能，廣泛應(yīng)用在手持式儀表、數(shù)字家電和工業(yè)控制等領(lǐng)域。使用時(shí)，輸出端需要一個(gè)至少10μF 的電容來(lái)改善瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。
(二) 溫度采集模塊
設(shè)計(jì)中采用單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，不僅使電路簡(jiǎn)化而且能得到更為準(zhǔn)確的溫度測(cè)量值。
DS18B20 是美國(guó) DALLAS 公司推出的單總線數(shù)字溫度傳感器，測(cè)溫范圍為-55~125℃，通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn) 9~12 位的 A/D轉(zhuǎn)換精度。同時(shí)DS18B20 可以設(shè)置成兩種供電方式：數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。另外，在單總線上可以掛任意多片 DS18B20，而且如果它們都使用外部電源的話，就可以先發(fā)一個(gè) Skip ROM 命令，再接一個(gè) Convert T 命令，讓它們同時(shí)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。
(三)通信模塊
控制器的通信模塊中含有較為豐富的通訊接口，這樣才能達(dá)到數(shù)據(jù)共享、提高工作效率。通訊接口主要包含 1 路 RS-485 接口、2 路 RS-232 接口以及 1 路以太網(wǎng)接口。這就使多臺(tái)儀表與上位機(jī)組建監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)變得很容易。
(四) 人機(jī)交互模塊
人機(jī)交互模塊是人與控制器之間傳遞、交換信息的接口，本設(shè)計(jì)中的人機(jī)交互接口主要有三個(gè)：鍵盤(pán)、液晶屏和開(kāi)關(guān)量輸入。
1.鍵盤(pán)
鍵盤(pán)是最基本的輸入設(shè)備。本設(shè)計(jì)中采用 I2C 接口的 ZLG7290 作為鍵盤(pán)控制芯片，編程簡(jiǎn)單、操作靈活。外接的輕觸式矩陣薄膜鍵盤(pán) 20 個(gè)按鍵中用到了 10 個(gè)數(shù)字鍵和 9個(gè)功能鍵，其中功能鍵包括小數(shù)點(diǎn)、取消、確認(rèn)、設(shè)置、清除、上一頁(yè)、下一頁(yè)、左移以及右移，剩余 1 個(gè)鍵為擴(kuò)展功能預(yù)留。
本設(shè)計(jì)采用ZLG2790芯片設(shè)計(jì)鍵盤(pán)接口電路，ZLG7290采用I2C接口，能直接驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管;同時(shí)，可掃描管理多達(dá)64只按鍵。除具有自動(dòng)消除抖動(dòng)功能外，它還具有連擊鍵計(jì)數(shù)、段閃爍、段點(diǎn)亮等強(qiáng)大功能，并可提供10種數(shù)字和21種字母的譯碼顯示功能，用戶可以直接向顯示緩存寫(xiě)入顯示數(shù)據(jù)，無(wú)需外接元件即可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，還可擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電壓和電流。此外，ZLG7290B的電路簡(jiǎn)單，使用也很方便。
2.液晶
設(shè)計(jì)中采用液晶作為顯示器，以期用圖形和曲線代替數(shù)字、字母豐富儀表的顯示功能，增強(qiáng)人機(jī)交互效果。設(shè)計(jì)中采用 OCM240128-7 液晶顯示模塊。它由廣東金鵬肇慶電子有限公司出品，采用直接操作的方式與主板相連，是一款基于T6963C 液晶控制芯片的高性能液晶顯示模塊。
液晶可視顯示區(qū)域?yàn)?93.0mm(長(zhǎng)度)×48.0mm(寬度)，工作電壓為+5V，240×128
點(diǎn)陣，外部顯示存儲(chǔ)器為 64KB。工作溫度范圍為-20℃~70℃。MCU 接口為 8 位并行數(shù)
據(jù)接口，內(nèi)有 128 種 5×8，6×8，7×8，8×8 字符(CGROM)、可管理外部 2KB 的 CGRAM(8×8 字符)。顯示方式有圖形方式、文本方式、圖形文本混合方式 3 種。
(五) 輸出模塊
輸出模塊的任務(wù)是將微處理器的運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)一定的變換輸出到執(zhí)行器進(jìn)行控制。
由于執(zhí)行器通常有多種類型(比如調(diào)節(jié)型、開(kāi)關(guān)型等)，對(duì)輸出模塊的輸出類型也提出一定要求。為滿足控制器的通用性，輸出模塊中設(shè)計(jì)了 3 種類型的輸出控制信號(hào)，即開(kāi)關(guān)型、電壓型和電流型。
二、軟件流程圖
本系統(tǒng)的程序軟件總體包括：人——機(jī)接口程序，測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人——機(jī)交互系統(tǒng)包括報(bào)警程序、顯示程序和鍵盤(pán)檢測(cè)程序。測(cè)量執(zhí)行系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理程序。軟件流程圖中主程序結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
實(shí)驗(yàn)時(shí)首先搭建溫控系統(tǒng)。多路智能溫度控制器作為下位機(jī)，運(yùn)行MCGS 工業(yè)組態(tài)軟件的 PC 機(jī)作為上位機(jī)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。上下位機(jī)間的通信方式可以采用串口通信或者以太網(wǎng)通信，這在啟動(dòng) MCGS 時(shí)可以選擇。多路智能溫度控制器的輸出設(shè)為開(kāi)關(guān)量輸出，按照相應(yīng)算法控制控制盒。控制盒內(nèi)部為兩個(gè)中間繼電器和接觸器，形成兩個(gè)直流 24V 控制交流 220V 通斷的回路，進(jìn)而接通或斷開(kāi)加熱裝置，實(shí)現(xiàn)了多路溫度控制。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉春雅,程旭,柴光遠(yuǎn),趙輝昌.基于 DS18B20 的煤井多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)研究[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置,2009(2):71-74.
[2]孔慶霞,朱全銀.基于 DS18B20 的遠(yuǎn)距離分布式溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].電子測(cè)量技術(shù),2009,32(4):154-162.
