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 ℃。現場溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸，大大提高了系統的干擾。適合惡劣的現場環境下的溫度測量，如：環境控制，設備或過程控制，溫度和其他消費電子產品。

1 總體設計方案

隨著人們生活水平的不斷提高,單片機控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中溫度報警系統就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，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入手，一切向著數字化控制，智能化控制方向發展。

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，同時可以通過發送射頻信號實現遠程監控。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LED來實現溫度顯示，可同時滿足上述要求。另外，考慮到現實中可能需要遠程獲取信息，該系統添加了射頻發送模塊，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），射頻信號發送采用PmodRF1（無線電收發器）。

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生和業余愛好者是一個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問眾多的微控制器外圍設備和設計多種用途的方案。此開發板有許多的I / O連接器和電源供應方案。

Cerebot 32MX4與Microchip MPLAB共同合作，開發環境支持在MPLAB下的編程和調試。Cerebot 32MX4提供了多個連接外圍設備的接口。它有九個連接器用于連接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，開關，按鈕，指示燈，以及轉換器，方便連接到RS232，接線端子，BNC接頭插孔，伺服電機等。

其特點包括：

•一種PIC32 MX460F512L微控制器

•支持Microchip MPLAB下的編程和調試開發環境

•九個Pmod Digilent的連接器外設模塊板

•八個愛好RC伺服連接器

•USB 2.0設備，主機和OTG支持

•兩個按鈕

•四個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（OTG）控制器，專用DMA通信

•兩個串行（SPI）的外設接口

•兩個UART串行接口

•2個I²C串行接口

•5個16位定時器/計數器

•五個定時器捕捉輸入

•五個比較/ PWM輸出

•16個10位模擬輸入

•兩個模擬比較器

圖 2 Cerebot 32MX4 外觀

圖 3 Cerebot 32MX4 電路圖