溫度報警系統完整軟硬件設計

摘要

溫度報警系統不需要復雜的信號調理電路和A / D轉換電路可以直接與單片機完成數據采集和處理，方便，精度高，功耗低，小型化，抗干擾能力，可根據不同溫度監測的需要和其他各種溫度控制系統，測量溫度范圍為-55℃?125℃，在-10?85 ℃范圍內，溫度誤差為± 0.5 ℃?，F場(chǎng)溫度直接以“一線(xiàn)總線(xiàn)”的數字方式傳輸，大大提高了系統的干擾。適合惡劣的現場(chǎng)環(huán)境下的溫度測量，如：環(huán)境控制，設備或過(guò)程控制，溫度和其他消費電子產(chǎn)品。

1 總體設計方案

隨著(zhù)人們生活水平的不斷提高,單片機控制無(wú)疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的，其中溫度報警系統就是一個(gè)典型的例子，但人們對它的要求越來(lái)越高，要為現代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設施就需要從數單片機技術(shù)入手，一切向著(zhù)數字化控制，智能化控制方向發(fā)展。

該設計采用的溫度報警系統與傳統的系統相比，方便閱讀溫度測量值，溫度測量精度，溫度數字顯示輸出范圍廣，同時(shí)可以通過(guò)發(fā)送射頻信號實(shí)現遠程監控。設計利用單片機Cerebot 32MX4，溫度傳感器PMODTMP，共陰極，8位串行數據的數字傳輸，以L(fǎng)ED來(lái)實(shí)現溫度顯示，可同時(shí)滿(mǎn)足上述要求。另外，考慮到現實(shí)中可能需要遠程獲取信息，該系統添加了射頻發(fā)送模塊，提供了遠程監控的能力。

1.1 總體設計框圖

系統總體設計方案：溫度計電路設計總體設計方框圖如圖1所示，控制器采用Cerebot 32MX4，溫度傳感器采用PmodTMP，報警器采用PmodSPKR1（1W揚聲器模塊板），LED顯示器采用PmodCLS（字符LCD串行接口模塊），射頻信號發(fā)送采用PmodRF1（無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器）。

圖 1系統原理方框圖

1.2 主控制器

Cerebot 32MX4對于機器人項目的學(xué)生和業(yè)余愛(ài)好者是一個(gè)有用的嵌入式控制工具。其多功能的設計和可編程特性可以讓您訪(fǎng)問(wèn)眾多的微控制器外圍設備和設計多種用途的方案。此開(kāi)發(fā)板有許多的I / O連接器和電源供應方案。

Cerebot 32MX4與Microchip MPLAB共同合作，開(kāi)發(fā)環(huán)境支持在MPLAB下的編程和調試。Cerebot 32MX4提供了多個(gè)連接外圍設備的接口。它有九個(gè)連接器用于連接Digilent的Pmod™外設模塊。 Digilent的周邊模塊包括H橋，數模轉換器，揚聲器放大器，開(kāi)關(guān)，按鈕，指示燈，以及轉換器，方便連接到RS232，接線(xiàn)端子，BNC接頭插孔，伺服電機等。

其特點(diǎn)包括：

•一種PIC32 MX460F512L微控制器

•支持Microchip MPLAB下的編程和調試開(kāi)發(fā)環(huán)境

•九個(gè)Pmod Digilent的連接器外設模塊板

•八個(gè)愛(ài)好RC伺服連接器

•USB 2.0設備，主機和OTG支持

•兩個(gè)按鈕

•四個(gè)LED

•多種電源選擇，包括USB供電

•ESD保護和短路保護所有I / O引腳。

•512KB的閃存

•內部32KB的SRAM存儲器

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

•兩個(gè)串行（SPI）的外設接口

•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/計數器

•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(guān)

圖 3 Cerebot 32MX4 電路圖