基于嵌入式的溫度傳感器的設(shè)計(jì)

0/26.. 2.2單片機(jī)(MCU)模塊 2 3.1MCU方(C)程序 13 3.2PC方(VB)程序 19 1/26C單片機(jī)，電平轉(zhuǎn)換接口，接收端(單片機(jī)、PC或其它設(shè)備)組成。ADCLEDPCPC轉(zhuǎn)換接口鍵盤2/262.2單片機(jī)(MCU)模塊MC908GP系列單片機(jī)是HC80系列單片機(jī)大家族中具有通用性的一族，MC908GP32是MC908GP系列中的一個(gè)型號(hào)，MC908GP32單片機(jī)具有3種封裝形式，(1)512B片內(nèi)RAM；32KB片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器，具有在線編程能力和保密功3/26(2)時(shí)鐘發(fā)生器模塊，具有PLL電路，可產(chǎn)生各種工作頻率；內(nèi)部總線頻率最(5)增強(qiáng)型串行通信口SCI；串行外圍接口SPI；兩個(gè)16位雙通道定時(shí)器接口模塊(TIM1和TIM2)，每個(gè)通道可選擇為輸入捕捉、輸出比較和PWM,其時(shí)鐘可分別選為內(nèi)部時(shí)鐘的1、2、4、8、16、32和64的分頻值；帶時(shí)鐘預(yù)分頻的定時(shí)基模塊有8種周期性實(shí)時(shí)中斷(1、4、16、256、512、1024、2048和4096Hz)，可在STOP方式時(shí)使用外部32KHz晶振周期性喚醒CPU；8位鍵盤喚醒口。(6)系統(tǒng)保護(hù)特性：計(jì)算機(jī)工作正常(COP)復(fù)位；低電壓檢測(cè)復(fù)位，可選為(7)具有PDIP40、SDIP42和QFP44封裝形式。C言。2.2.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖與引腳功能單片機(jī)(以下簡(jiǎn)稱GP32單片機(jī))的三種封裝形式只是引腳數(shù)量和形式有所區(qū)別，其它方面是一致的。圖中I/O口是按44引腳的GP32給出的，對(duì)于42引腳的GP32單片機(jī)則沒(méi)有PTC5、PTC6兩個(gè)引腳，對(duì)于40引腳的GP32單片機(jī)則沒(méi)有PTC5、PTC6及PTD6/T2CH0、PTD7/T2CH1四個(gè)引腳。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可以看出，GP32內(nèi)部有以下主要部分：CPU08、存儲(chǔ)器、定時(shí)器接口模塊、定時(shí)基模塊、看門狗模塊、通用I/O接口、串行通信接口SCI、串行外設(shè)接口SPI、斷點(diǎn)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤中斷模塊、時(shí)4/26鐘發(fā)生模塊及鎖相環(huán)電路、低電壓禁止模塊、復(fù)位與中斷模塊、監(jiān)控模塊MON和系統(tǒng)設(shè)置模塊。22.GP32單片機(jī)的引腳功能40引腳的MC908GP32單片機(jī)的引腳圖，引腳功能分類簡(jiǎn)介如下：(1)電源類引腳V、V(20腳、19腳)：電源供給端。DDSSV/V、V/V(31腳、32腳)：內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器的電源供給及參DDADREFHSSADREFL考電壓輸入端。V、V(1腳、2腳)：時(shí)鐘發(fā)生器模塊(CGM)的電源供給端。DDASSA(2)控制類引腳RST(6腳)：外部低有效復(fù)位輸入或輸出腳，有內(nèi)部上拉電阻。IRQ(14腳)：外部中斷輸入腳，有內(nèi)部上拉電阻。PTA7/KBD7~PTA0/KBD0(40~33腳)：8位通用雙向I/O口，每個(gè)可編程為鍵盤輸入腳。PTB7/AD7~PTB0/AD0(30~23腳)：8位通用雙向I/O口，也可作為8路85/26PTC4~PTC0(11~7腳)：5位通用雙向I/O口。PTD5/T1CH1~PTD0/SS(22、21、18~15腳)：6種特殊功能、雙向I/O口，其中T1CH1、T1CH0用于定時(shí)器模塊(TIM1)。SPSCK、MOSI、MISO、SS用于串行外圍接口(SPI)。PTE0/TxD、PTE1/RxD(12腳、13腳)：2位雙向I/O口或串行通訊口。(4)其它CGMXFC(3腳)：CGM的外部濾波電容連接腳。OSC1、OSC2(5腳~4腳)：片內(nèi)振蕩器引腳。2.2.3GP32最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)圖是能夠保證單片機(jī)正常工作的最小模塊，它使用了最少的器件，芯片，并組合了溫度測(cè)量的一些必備組件，如蜂鳴器，電阻，二極管，電容等。各部件相互配合，共同完成了溫度測(cè)量系統(tǒng)全部工作。6/26的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例。LM35與用開爾文標(biāo)準(zhǔn)的線性溫度傳感器相比更有優(yōu)越之處，LM35無(wú)需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供?工作電壓：直流4~30V；?精度：0.5℃精度(在+25℃時(shí))；?使用溫度范圍：-55~+150℃額定范圍。7/26LM圍為0~0.99V，雖然該電壓范圍在A／D，電壓放大倍數(shù)為5倍，電路圖如圖所示：(1)采樣精度：是指數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量,即通常所說(shuō)的(2)采樣速率：是指完成一次A/D采樣所要花費(fèi)的時(shí)間。(3)濾波：為了使采樣的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選去掉誤差較大的8/26(4)物理量回歸：把A/D采樣值與實(shí)際物理量對(duì)應(yīng)起來(lái)。(1)A/D轉(zhuǎn)換初始化：對(duì)ADCLK寫入控制字節(jié)，決定時(shí)鐘輸入源是內(nèi)部總線還是外部(2)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換：對(duì)ADSCR寫入控制字節(jié)，選取要轉(zhuǎn)換的通道、決定轉(zhuǎn)換結(jié)束數(shù)據(jù)獲取的方式、設(shè)置是連續(xù)轉(zhuǎn)換還是一次轉(zhuǎn)換等。(3)獲A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果：若是中斷方式，在A/D中斷程序中取得，若是查詢方式，通過(guò)TLC2543具有4線制串行接口，分別為片選端(CS)，串行時(shí)鐘輸入端(I/OCLOCK)，串行數(shù)據(jù)輸入端(DATAIN)和串行數(shù)據(jù)輸出端(DATAOUT)。它可以直接下與主機(jī)進(jìn)行通信。TLC2543除了具有高速的轉(zhuǎn)換速度外，片內(nèi)還集成了14路多路開關(guān)。其中n9/26A／D芯片TLC2543是一種12位開關(guān)電容逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，帶有SPI ／O時(shí)鐘(I／Oclock)以及數(shù)據(jù)輸入端(DataInput)，同時(shí)還可以通過(guò)一個(gè)串選擇11個(gè)模擬輸入通道(AIN0~AIN10)或3個(gè)內(nèi)部自測(cè)電壓(self－test)中的位的控制字，控制字中的2位決定時(shí)鐘長(zhǎng)度，在最后一個(gè)時(shí)鐘周期的下降沿啟動(dòng)腳讀出數(shù)據(jù)?？刂谱值亩x見下表：10/26第1位(D0)決定轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出的格式。當(dāng)其為0時(shí)，為11/26(1)異步串行通信的格式(2)串行通信的波特率波特率單位是位/秒，記為bps。通常情況下，波特率的單位可以省略。通使用的波特率有300、600、900、1200、1800、2400、4800、9600、19200、(3)奇偶校驗(yàn)(4)串行通信的傳輸方式12/26引腳號(hào)引腳號(hào)功能1接收線信號(hào)檢測(cè)(載波檢測(cè)DCD)2接收數(shù)據(jù)線(RxD)3發(fā)送數(shù)據(jù)線(TxD)4數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒(DTR)5信號(hào)地(SG)6數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備就緒(DSR)7請(qǐng)求發(fā)送(RTS)8清除發(fā)送9振鈴指示13/26成，也可以直接使用集成電路。該系統(tǒng)使用MAX232芯片，該芯片使用單一+5V組組TTL電方向典型接口RS-232電方向典型接口別平引腳平引腳111輸入接MCU的TxD13輸入連接到接口與其他設(shè)備210輸入接MCU的TxD8輸入連接到接口與其他設(shè)備9輸出接MCU的RxD7輸出通過(guò)RS-232相接表2MAX232芯片I/O引腳分類與基本接法3.1MCU方(C)程序cCIcAD.c14/26itvoidADCinit(void);]#defineCOCOBit7//轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志位D15/26ADSCRtmp//取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果}AD結(jié)果l16/26}chari}{DisableMCUint();//禁止總中斷始化SCIinit();//(1)串行口初始化17/26ADCinit();//(2)A/D轉(zhuǎn)換初始化while(1)e}}I{,允許接收,查詢方式收發(fā)}{while(1){}18/26}{}{{}{}turni}m0;19/26}3.2PC方(VB)程序Dimi%grrrndIfMSComm1.CommPort=1extMSCommRThreshold=1bc=1erndIf20/26buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf021/26teIfText1.Text<xxThenTimer2.Enabled=True:EnabledFalseShapeVisibleTrueShapeVisibleTrueIfText1.Text<=sxAndText1.Text>=xxThenTimer1.Enabled=ble22/26buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0buf0EndIfwtrsUpdatebc=bc+1tEndIf23/26strxxInputBox30)EndIfEndIflele24/26A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)是一種低噪聲高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器,適用于低頻測(cè)量應(yīng)用的完整模擬前端,可以直接接在傳感器上,簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),降低整體成本.應(yīng)用中需要重點(diǎn)注意內(nèi)部緩沖器、數(shù)字濾波器