数字温度传感器论文无线温度传感器论文
数字化无线温度传感器与无线数据采集系统的设计
数字化无线温度传感器与无线数据采集系统的设计摘要：目前，大型场所对环境温度的检测需求越来越大，而现有的温度测量系统显然不能满足检测需求，设计数字化无线温度传感器有着积极的意义。
关键词：数字化；无线温度传感器；无线数据采集系统；设计目前，我国在美术馆、博物馆、智能化写字楼、药品冷库等场所中的环境温度检测需求越来越大，而这些场所通常需要测量的空间都较大，市场中的有线测量系统显然不能满足检测需求。
为了实现远距离的温度数据控制和采集，设计一种数字化无线温度传感器有着积极的意义，为大型场所的计量检测提供了更加科学、有效的选择。
1组成和工作原理计算机、无线接收、无线采集和前端的处理模块四部分共同组成了系统的主要部分。
计算机运行的控制平台选用VB所编写的，对采集次数和采集点进行有效设置，最后将已经设置完成的参数经由串口通信传至前端的处理单片机（AT89C52），通过对接收模块中的地址码进行控制，接受采集点数据并且采集相对应的次数。
单片机把采集所得的数据传至计算机，进而将采集所得的数据进行存储与显示。
解码芯片（PT2272）和外围的电路共同组成了无线接收模块，将无线发送数据进行解码。
无线采集模块最主要的任务是完成采集数据和无线发送，模拟信号通过单机片（AT89C51）控制转换器转换为数字信号，然后通过解码芯片（PT2262）组合而成的无线电路发送，每一次发送的数据为四位。
前端的处理模块由串行通信电路与单片机（ATB89C52）共同组成，工作的主要内容是完成数据处理与读入、通过接收模块地址码从而实现和计算机进行的通信。
2软件和硬件设计2.1温度测量电路的设计温度测量电路采用由Dallsa所生产的总线数字温度传感器DS18B20。
该传感器采用了3引脚小体积封装，可进行测量的温度范围是－55～125 ℃，编程控制器的转换准确度可达9～12位，分辨力为0.0623 ℃，测得的温度带符号拓展16位数字量方式串行输出。
该系统由端脚引入电源。
(完整版)数字温度计论文毕业设计论文
数字温度计的设计摘要温度是一种最基本的环境参数，人们生活与环境温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在工业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和控制具有重要的意义。
本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的新型数字温度计。
主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。
硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机AT89C52，温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20，显示电路采用8位共阴极LED数码管，ULN2803A为驱动的动态扫描直读显示。
测温控制电路由温度传感器和预置温度值比较报警电路组成，当实际测量温度值大于预置温度值时，发出报警信号，即发光二极管亮。
系统程序主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。
DS18B20新型单总线数字温度传感器是DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器, 集温度测量和 A D转换于一体,直接输出数字量,具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。
由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度计相比,本数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
DS18B20温度计还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。
此外，还介绍了系统的调试和性能分析。
关键词：显示电路,单片机，AT89C52，温度传感器，DS18B2 0 ,单总线The Design of DS18B20 Digit ThermometerABSTRACTTemperature is a basic parameters of the environment, people's lives and the environment are closely related to temperature. in the course of industrial production immediate need for temperature measurement in industrial production of the of the system program .The , the master controller used Micro Controller Unit AT89C52, the temperature sensor used DS18B20 which the American DALLAS semiconductor company produces, the display circuit used 8 altogetheranodes LED numerical code tube by the dynamic scanning method straight to read the demonstration.ULN2803A-driven dynamic scan showed straight time. Temperature control circuit from temperature sensors and preset temperature value compared alarm circuit components, When measured temperature greater than preset temperature value, issued warning signal that the bright light emitting diodes. The system program mainly included the master routine, the temperature subroutine, the data renovates subroutine and so on. DS18B20 is a digital temperature sensor of single bus .It is producted by DALLAS cooperation . DS18B20 assembles temperature measure and A D converter, exports digital signal directly, operation easily, better precise, protecting disturb, running steably and so on.Because used the advanced version intelligence tem perature sensor DS18B20 as the examine part, compared with the traditional thermometer, this digital thermometer reduced the exterior temperature control carries on the application development, addition, introduced the system debugging and the performance analysis.KEY WORDS: Display Circuit, Microcontroller Unit , AT 89C52,Temperature Sensor, DS18B20，1-Wire目录前言................................................................................................第1章设计任务及方案分析...........................................................§1.1 设计任务及要求................................................................§1.2 设计总体方案及方案论证................................................§1.3 温度测量的方案与分析....................................................§1.3.1 芯片选择...................................................................§1.3.2 实现方法简介...........................................................§1.3.3 测温流程图...............................................................第2章芯片功能简介 ......................................................................§2.1 AT89C52的功能简介........................................................§2.1.1 AT89C52芯片简介 ...................................................§2.1.2 引脚功能说明...........................................................§2.2 DS18B20的功能简介 ........................................................§2.2.1 芯片简介...................................................................§2.2.2 DS18B20外形和内部结构........................................§2.2.3 DS18B20的工作时序 (1)§2.2.4 DS18B20与单片机的典型接口设计 (1)§2.2.5 DS18B20的各个ROM命令 (1)第3章系统硬件电路的设计 (1)§3.1 主控制电路和测温控制电路原理图 (1)§3.2 驱动电路模块原理图 (1)§3.3 显示模块原理图 (1)第4章软件编程调试及性能分析 (1)§4.1 主程序流程图 (1)§4.2 主程序 (1)§4.3 温度子程序 (2)§4.3.1 DS18B20复位子程序 (2)§4.3.2 读DS18B20子程序 (2)§4.3.3 写DS18B20子程序 (2)§4.3.4 比较报警子程序 (2)§4.3.5 按键子程序 (2)§4.4 显示子程序 (2)§4.5 调试性能分析和注意事项 (2)§4.5.1 调试性能分析 (2)§4.5.2 DS18B20使用中的注意事项 (3)结论 (3)参考文献 (3)致谢 (3)附录 (3)前言日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，在冶金、食品加工、化工等工业生产过程中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，都要求对温度进行严格控制。
无线温度传感器设计探析
无线温度传感器设计探析摘要：所谓的无线传感器网络，实际就是在特定的检测区域当中进行海量微型传感器节点的设置，并利用无线通信的方式构建一个自组织网络，对这种网络进行应用，能够对相关领域的发展产生巨大的促进作用，对无线温度传感器网络进行设计，不仅能够提升该网络的稳定性，还能使测温精度得到显著的提升，这对于无线温度传感器网络综合效用的发挥具有非常重要的意义，因此，有必要对相关内容进行深入的研究。
关键词：温度；传感器；设计随着计算机技术、电子技术、无线网络技术的发展，工业控制的智能化、网络化成为了目前工业发展的焦点，工业无线技术已经成为工业领域的研究热点。
温度是和人类生活环境密切相关的物理量，是工业过程三大参量流量、压力、温度之一，温度测量是一个经典的话题，长久以来，在这方面已有多种测温元件和传感器得到普及，但是对于一些特殊行业或特定环境应用，传统的测量方式已不能满足其需求。
因此，我们针对电力部门配电柜测温监控系统，从传统的温度传感器入手，通过结合无线收发技术，研制开发了无线温度传感器。
一、相关技术介绍1、无线技术。
工业无线技术是一种能够在恶劣的工业现场环境下使用的特殊无线传感网络。
此技术采用了扩频技术、多跳通信、Mesh-star 双层结构网络等关键技术，并具有很强的抗干扰能力、高可靠、超低能耗、实时安全通信等技术特点，基本能保证在恶劣的工业现场环境中可靠地通信。
与传统的有线工业测控系统相比，工业无线测控系统具有以下优势:( 1) 成本低。
不需要复杂的现场布线，直接通过无线网络将传感器获取的信息状态发送到上位机控制室，降低了布线的成本和线缆出现破损、老化需要检修的费用。
( 2) 易使用、灵活性高。
没有线缆的约束，工厂可以更好地配置生产设备，并使现场设备的移动和安装更为灵活，方便现场设备的布设。
用户可根据工业应用需求的变化，快速、灵活、方便、低成本地重构工业测控系统。
( 3) 高可靠、易维护。
在有线系统中，电缆间的连接器易损坏，并且线缆容易被误操作所破坏，检修起来非常不方便，增加了维护的难度和维护成本。
基于Wifi技术的温度传感器的设计与实现
基于Wifi技术的温度传感器的设计与实现【摘要】针对封闭、危险场所直接温度测量困难的问题，设计了一款基于Wifi技术的无线传输设备。
该设计以AX22001微处理器为核心，外接数字温度传感器18B20，通过UDP协议，将温度数据传送至Labview计算机平台，实现基于局域网络的无线温度测量系统。
【关键词】Wifi；温度测量；AX22001微处理器；LabviewAbstract：In view of the problems that direct temperature measurement of closed and dangerous places is difficult，a kind of wireless transmission equipment based on WiFi technology was designed.The AX22001 uses microprocessor as the core and it connects the digital temperature sensor 18B20，transmiting the temperature data to the Labview computer platform through the UDP protocol.Then it can realize wireless temperature measurement system based on local area network.Keywords：WiFi；Temperature measurement；AX22001Microprocessor；Labview1.概述随着无线传感器网络技术的不断发展，它已经被广泛应用到工业、农业、医疗、航空航天以及海洋开发和探索等各个领域中，并解决了很多工程问题。
在工农业领域，无线传感器技术的一项重要应用是对环境温度的监测，本文介绍了一种基于Wifi技术的无线温度传感器，描述了其工作原理、设计方案和使用情况。
温度传感器应用及发展论文
温度传感器应用及发展论文温度传感器是一种用于测量环境温度的设备，广泛应用于工业、农业、医疗、航空航天等领域。
本文将探讨温度传感器的应用及其发展趋势。
首先，温度传感器在工业领域的应用非常广泛。
工业生产过程中，许多设备和材料的性能受温度影响较大，因此需要实时监测和控制温度。
温度传感器可以用于监测炉温、冷却水温度、液体流体温度等，以确保工业生产的稳定性和安全性。
此外，温度传感器还可以用于监测电子设备的温度，防止过热导致设备损坏。
其次，温度传感器在农业领域也有重要的应用。
农作物的生长和发育受温度影响较大，因此需要实时监测和控制温度，以提供适宜的生长环境。
温度传感器可以用于监测温室内外的温度，帮助农民调节温室内的温度，提高农作物的产量和质量。
此外，温度传感器还可以用于监测土壤温度，帮助农民合理安排灌溉和施肥，提高农作物的生长效率。
此外，温度传感器在医疗领域也有重要的应用。
医疗设备和药品的存储和运输过程中，温度的控制非常重要。
温度传感器可以用于监测药品和疫苗的温度，确保其在适宜的温度范围内保存和运输，以保证其有效性和安全性。
此外，温度传感器还可以用于监测患者的体温，帮助医生及时发现和处理患者的疾病。
最后，温度传感器的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先，随着物联网技术的发展，温度传感器将更加智能化和网络化。
传感器可以通过无线网络与其他设备进行通信，实现远程监测和控制。
其次，温度传感器将更加小型化和集成化。
传感器的体积将更小，功耗更低，可以更方便地嵌入到各种设备中。
再次，温度传感器的精度和稳定性将得到进一步提高。
传感器的测量精度将更高，能够更准确地反映温度变化。
此外，传感器的稳定性也将得到提高，能够在恶劣环境下长时间稳定工作。
最后，温度传感器将更加多样化和多功能化。
传感器将具备多种测量模式和功能，以满足不同领域的需求。
综上所述，温度传感器在工业、农业、医疗等领域有着广泛的应用。
随着物联网技术的发展，温度传感器将更加智能化、小型化、精确化和多功能化。
温度传感器论文 (2)
温度传感器论文摘要本论文研究了温度传感器在工业自动化领域中的应用。
首先介绍了温度传感器的原理和分类。
然后详细讨论了温度传感器在自动化控制系统中的作用。
接着探讨了温度传感器的性能指标以及影响温度传感器精度的因素。
最后，通过实验验证了温度传感器的可靠性和精度。
引言温度是一个重要的物理量，在工业生产和实验研究中具有广泛的应用。
温度传感器作为测量温度的主要工具，其在工业自动化领域中起到了至关重要的作用。
本论文旨在研究温度传感器的原理和应用，以及其在自动化控制系统中的作用。
温度传感器的原理和分类温度传感器是一种能够将物理量(温度)转换成电信号的装置。
根据原理的不同，温度传感器可以分为电阻式温度传感器、热电偶和热敏电阻等多种类型。
电阻式温度传感器电阻式温度传感器是利用材料的温度对电阻值产生影响的原理来测量温度的。
常见的电阻式温度传感器有铂电阻温度传感器（PT100）、铜电阻温度传感器（CT100）等。
其中，PT100是一种常用的高精度温度传感器，广泛应用于温度测量领域。
热电偶热电偶是利用两种不同金属的热电效应来测量温度的。
它由两段不同金属的导线组成，两段导线的接触处称为冷端，另一端则称为热端。
当热电偶的热端与被测温度相接触时，产生的温差会在电压表上显示出热电动势，进而推算出温度。
热敏电阻热敏电阻是指在不同温度下电阻值发生变化的电阻。
常见的热敏电阻有二极管热敏电阻和热敏电阻。
热敏电阻的工作原理是基于半导体材料的特性，通过测量电阻值来间接反映温度。
温度传感器在自动化控制系统中的作用温度传感器在自动化控制系统中扮演着非常重要的角色。
它可以实时感知环境温度，并将温度信号转换为电信号输送给控制器。
控制器根据温度传感器的反馈信号来调整系统的工作状态，以达到设定温度的目标。
温度传感器的准确性和稳定性对系统的控制精度至关重要，因此选择合适的温度传感器对系统性能至关重要。
温度传感器的性能指标精度精度是指温度传感器输出值与真实温度之间的误差。
数字温度计毕业设计论文
青岛农业大学毕业论文（设计）题目：数字温度计的设计与实现*名：***学院：理学与信息科学学院专业：电子信息科学与技术班级：2006级01班学号：********指导教师：代爱妮2010年6月13日目录摘要 (1)Abstract (1)前言 (1)1 绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题研究的目的和意义 (2)1.3 设计的主要任务 (2)2 DS18B20的应用 (4)2.1 温度传感器的发展趋势 (4)2.2 DS18B20数字温度传感器 (4)2.2.1 DS18B20简介 (4)2.2.2 DS18B20内外部结构 (5)2.2.3 DS18B20控制方法 (6)2.3 DS18B20的测温原理 (7)2.4 提高DS18B20测温精度的途径 (7)2.5 注意事项 (8)3 系统电路设计与分析 (9)3.1 系统方案实现论证 (9)3.2 单片机控制部分 (10)3.3 DS18B20部分 (11)3.4 LED数码管显示部分 (13)4 系统实现程序分析 (15)4.1 主程序流程图 (15)4.2 各子程序流程图 (15)4.2.1初始化程序 (15)4.2.2读取温度子程序 (16)4.2.3写流程图 (17)4.2.4读流程图 (18)5 PROTEUS仿真与实现 (20)5.1 PROTEUS仿真过程 (20)5.2 仿真结果 (21)5.3 具体实物图 (21)6 设计总结 (22)致谢： (24)参考文献 (25)附录： (26)数字温度计的设计与实现电子信息科学与技术专业崔新健指导教师代爱妮摘要：温度测量是现代工业测量中的关键技术，应用广泛。
为了实现对温度的精确测量，开发了一种由AT89C51单片机控制的数字温度计。
本系统采用的是美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，相比于其他模拟传感器，DS18B20能够直接输出数字信号，与单片机接线仅需要一条口线，外围电路简单，无需放大电路及A/D转换电路，节省了成本，并且测量精度高。
数字温度计研究与设计论文
数字温度计研究与设计论文引言数字温度计是一种现代化的温度测量设备，它可以通过数字显示直观地反映当前的温度值。
在各个领域中，数字温度计被广泛应用于温度的监测与控制，例如气象测量、医疗设备、工业自动化等。
本篇论文旨在研究数字温度计的工作原理、实现方式及其在实际应用中的设计要点等方面内容。
1. 数字温度计的工作原理数字温度计通常采用数字传感器来测量温度值，并通过显示屏以数字形式输出。
它们的工作原理有以下几种常见类型：1.1 热敏电阻温度计热敏电阻温度计采用热敏电阻作为温度传感器。
随着温度的变化，热敏电阻的电阻值也会发生相应变化，通过测量电阻值的变化来确定温度值。
常见的热敏电阻温度传感器有NTC （负温度系数）和PTC（正温度系数）两种类型。
1.2 热电偶温度计热电偶温度计利用由两种不同金属组合而成的热电偶丝产生的热电势来测量温度。
随着温度的变化，热电势也会发生变化，通过测量热电势的变化来推导出温度的值。
热电偶温度计具有广泛的测量范围和快速的响应速度。
1.3 热电阻温度计热电阻温度计利用热敏电阻的电阻随温度变化的特性来测量温度。
它由金属或合金制成，具有较高的精度和稳定性。
常见的热电阻材料有铂金（PT100、PT1000）和镍铬合金。
2. 数字温度计的实现方式数字温度计可以通过多种方式实现，以下是几种常见的实现方式：2.1 单片机实现单片机是一种具有强大的运算能力和IO口的集成电路。
通过将数字传感器连接到单片机的IO口，并编程实现温度的读取和显示功能，可以实现一个简单的数字温度计。
```c #include <stdio.h>// 定义温度传感器引脚 #defineTEMPERATURE_SENSOR_PIN A0void setup() { // 初始化串口 Serial.begin(9600); }void loop() { // 读取温度值 int temperature = analogRead(TEMPERATURE_SENSOR_PIN);// 转换为摄氏度 float celsius = (5.0 * temperature * 100) / 1024;// 打印温度值 Serial.print(。
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数字温度传感器论文无线温度传感器论文基于DSP与数字温度传感器的温度控制系统摘要:传统的温度控制系统是以热敏电阻为温度传感器件,辅以风冷或水冷来达到目的的,存在体积大,噪音大且精度有限的缺点。
介绍了利用数字温度传感器(DS18B20)与DSP芯片(TMS320F2812)组成的温度测量系统,结合模糊PID算法(Fuzzy-PID),利用DSP的脉宽调制控制通过半导体制冷器的电流大小,达到温度控制的效果,体积小且精度达到0.1 ℃。
给出DSP与DS18B20的接线图,并且介绍了利用CCS(代码编辑工作室)进行软件开发。
该系统已经运用在LD温度控制方面,取得了很好的效果。
关键词:DSP; 温度传感器; 温度控制; 模糊PID; 脉宽调制中图分类号:TP23 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)09-0129-03System of Temperature Control Based on DSP and Digital Temperature SensorXU Xing-jian1, YUAN Zi-jun1, ZHAO Yong-li2, GAO Feng1(1. Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2. Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China)Abstract: Traditional temperature control system took thermal resistance as the temperature sensor, combined with air-cooled or water to achieve the purpose, size large, noisy and the accuracy is limited. The temperature measurement system composed of digital temperature sensor(DS18B20) and the DSP(TMS320F2812), the DSP pulse-width modulation is used to control the current of the TEC combined with fuzzy PID algorithm(Fuzzy-PID), to achieve the effect of temperature control, small size and 0.1 accuracy. The wiring diagram of DSP and DS18B20, the use of CCS(code editing studio) for software development are introduced. The system has been used in the LD temperature control, and has gained very good results.Keywords: DSP; temperature sensor; temperature control; fuzzy-PID; pulse width modulation0 引言20世纪60年代以来,数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)伴随着计算机和通信技术得到飞速发展,应用领域也越来越广泛。
在温度控制方面,尤其是固体激光器的温度控制,受其工作环境和条件的影响,温度的精度要求比较严格,之前国内外关于温度控制基本上都采用温度敏感电阻来测量温度,然后用风冷或者水冷方式来达到温度控制效果,精度不够且体积大。
本文基于DSP芯片TMS320F2812与数字温度传感器DS18B20设计出一个温度测量系统,根据测量所得的温度与设定的参量,并利用模糊PID算法计算出控制量,利用该控制量调节由DSP事件管理器产生PWM波的占空比,并作用于半导体制冷器,以达到温度控制效果,实现控制精度高,体积小的温度控制系统[1]。
1 系统硬件组成1.1 DS18B20功能结构与使用DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55~+125 ℃;可编程为9~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.062 5 ℃;CPU只需一根埠线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使DS18B20非常适合用于远距离多点温度检测系统中。
DS18B20的管脚排列如图1所示。
DQ为数字信号输人/输出端;GND为接地;VDD为外接供电电源输人端(在寄生电源接线方式时接地)。
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供[2],以0.062 5 ℃/LSB形式表达,其中S为符号位。
例如 +125 ℃的数字输出为07DOH, +25.062 5 ℃的数字输出为0191H, -25.062 5 ℃的数字输出为FF6FH,-55 ℃的数字输出为FC90H。
图1 DS18B20的管脚排列1.2 DSP介绍这里所用DSP为TMS320F2812,它是美国TI公司新推出的低价位、高性能的16位定点DSP,是专为控制应用系统而设计的[3],其主频可达150 MHz,本系统中所用晶振为45 MHz,片内集成了外围设备接口,主要起控制和计算作用。
1.3 半导体制冷器简介半导体制冷器是根据帕尔贴效应制成的,由两种不同金属组成一对热电偶,当热电偶迈入直流电流后因直流电通入的方向不同,将在热电偶结点处产生吸热和放热现象。
制冷器结构如图2所示[4]。
把一个N型和P型半导体的粒子用金属连接片焊接成一个电偶对。
当直流电流从N极流向P极时,上端产生吸热现象,此端称冷端,下端产生放热现象,此端称热端,如果电流方向反过来,则冷热端相互转换。
图2 半导体制冷原理1.4 硬件连接DS18B20与DSP连接主要有两种方式:寄生电源方式和外部供电方式。
本文采用外部供电方式,其中18B20的DQ口与F2812的GPIOA0口连接,具体连接如图3所示。
图3 DS18B20与DSP连接图2 温度测量要进行温度控制,首先要测量所控制目标的温度值,在本系统中,具体使用数字温度传感器DS18B20与DSP结合,并利用CCS编写程序,本系统开发平台为 CCS 2.2,前期安装及芯片设置在此省略[5-6],程序流程如图4所示。
图4 DS18B20程序流程DS18B20的控制包括三种时序:复位、写时序、读时序[7]。
复位:主机总线在t0时刻发送一个复位脉冲(最短为480 μs 的低电平信号),接着在t1时刻释放总线并进入接收状态;DSl820在检测到总线的上升沿之后等待 15~60 μs,接着在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60~240 μs)。
写时序:对于DS18B20的写时序分为写0时序和写1时序两个过程。
写0时序和写1时序的要求不同,当要写0时序时,总线要被拉低至少60 μs,保证DS18B20能够在15~45 μs之间正确地采样I/O 总线上的“0”电平,当要写1时序时,单总线被拉低之后,在15 μs 之内就得释放单总线。
写数据持续时间应大于60 μs且小于120 μs,两次写操作时间间隔要大于1 μs。
读时序:对于DS18B20的读时序同样分为读0时序和读1时序两个过程。
对于DS18B20的读时序是从DSP把单总线拉低之后,在15 s 之内就得释放单总线,以便让DS18B20把数据传输到单总线上。
DS18B20在完成一个读时序过程,至少需要60 μs才能完成。
需要注意的是,在程序编写时不管是复位,还是读写,都要注意配置GPIOA0端口的状态(输入或输出),同时时序非常重要,本文中的延时都是经过多次测试后总结出来的,根据DSP芯片的晶振不同,延时程序都会改变,否则DS18B20不会正常工作。
3 温度控制3.1 脉宽调制PWM输出TMS320F2812的事件管理模块总共能输出16路PWM信号,文中仅需要输出一路占空比可调的PWM信号,并设计从PWM1引脚输出该方波信号。
文中选用通用定时器1(T1) 作为时基;全比较单元1保存调制值;计数方式采用连续增计数模式。
PWM占空比值与T1的三角波数据比较,输出PWM信号控制半导体制冷片工作。
各寄存器设置如下(高速外设时钟为22.5 MHz)[8-9]:EvaRegs.ACTR.all=0x0006; //通过对比较方式控制寄存器的配置EvaRegs.T1PR=5000; //定时器1周期值0.365 μs*NEvaRegs.T1CMPR=2500; //定时器1比较值EvaRegs.T1CNT=0; //定时器1初值设为0EvaRegs.T1CON.all=0x144E; //连续增模式,TRS系数45M/2/16,T1使能EvaRegs.CMPR1=1500; //占空比文中设计的PWM周期为1.825 ms,TMS320F2812的计数器记数范围为0~5DC。
因此当系统装入CMPR1寄存器的值为0或5DCH时,输出恒为高电平或低电平。
现以向CMPR1写入1 500为例,PWM1引脚的输出周期为1.825 ms的方波。
3.2 温度控制软件设计根据前面叙述,用DS18B20读取温度采样值,再通过参数自整定的Fuzzy-PID算法对数据进行处理[10]:根据E和EC的状况,由模糊控制规律再通过模糊表推导出ΔKP,KI,KD,根据式(1)计算出KP,KI,KD的大小,再计算出U的初值和ΔU,由式(2)实时计算控制量U。
通过参数转换,将U转换为PWM参数,修改EvaRegs.CMPR1的数值,改变PWM的占空比,从而控制TEC的制冷/制热功率。
KP=K P0+f1(E, EC)KI=K I0+f2(E,EC)KD=K D0+f3(E, EC)U(k)=U(k-1)+ΔU(k-1)(1)ΔU(k-1)=KP[E(k)-E(k-1)]+KIE(k)+KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)](2)程序流程图如图5所示[10]。
图5 温度控制软件流程3.3 实验结果完成以上程序编写后,首先利用仿真器进行温度测量模拟,在标准温度计所得室温为31.2 ℃时,在CCS软件中利用快速观测窗口检测到的温度值为31.187 5 ℃。
通过实验证明,在外界温度为31 ℃,采用默认设置(稳定温度为25 ℃)时,该温度控制系统能使被控物体的温度稳定在25 ℃,温度稳定时间小于100 s,精度可达到0.1 ℃以下,达到了工业控制要求。