嵌入式系统在多点温度控制中的应用(十)

了与PC机进行通讯功能和远程加载功能。考虑到实际的应用及成本等因素，选用的主要硬件器件有台湾SynCMOS公司的生产的SM5964微控制器，数据采集部分选用了凌特公司(Linear Technology)推出的20位无延迟模数转换器LTC2430，串行通讯部分使用MAX232芯片，液晶显示屏选用了北京精电蓬远显示技术公司生产的MGLS-12864。嵌入式操作系统选用了源代码公开的μC/OS-II。
 选用的开发环境是：Windows 2000 Server   
 开发工具：Keil C51 7.0、VC++ 6.0
 使用的语言是：汇编、C语言
4.1 系统的硬件设计
 系统的原理图如图4-1所示。主要有键盘输入、数据采集、输出控制、LCD显示、通信及电源模块等组成。
 
 
                      图4-1 系统原理框图
 下面介绍一下主要部分的电路图设计。
 1). 键盘输入电路
 键盘是一组按键的组合，它是常用的输入设备，可以通过键盘输入数据或者命令，实现简单的人机对话。键盘可分为独立联接式和行列式（矩阵式）两类，每类按其译码方式又分为编码式及非编码式两类。设计中使用的是独立联接非编码式键盘。
 电路图如图4-2所示：
 
 
                        图4-2 键盘原理图
 每个按键使用的是一个瞬时接触开关，这种联接方式可以容易被微处理器检测，但由于按键会产生机械抖动，在按键被按下或者抬起的瞬间，一般持续5~15ms，因此设计中要去除键抖动。可以通过硬件双稳态电路或者软件延时来实现，设计中采用延时20ms实现的。
 对于串键，采用无限处理方法。同时为了防止按一次键而产生多次处理的情况（键扫描和键处理速度较快而此时键还没释放），在有键按下时，作一次键处理后还要检测按下的键是否释放。
 2). 数据采集电路
 本系统实现对两路温度信号的采集，为了节省硬件成本，在前向通道中采用了多路选择开关，使用了两个多路模拟开关器件CD4052，实现信号的差分输入，完成对两路温度信号的轮流采样，然后将信号送入一个公共的模数转换器LTC2430，完成模数转换。由微处理器的P1.2、P1.3两引脚实现信道的选择。
 电路图如图4-3所示：
 
                    图4-3 数据采集原理图
 对温度的测量使用铂（Pt）热敏电阻（100Ω），使用桥式电路进行测量。铂电阻是一种高性能的贵金属热电阻，具有精度高、稳定性好、性能可靠等优点，铂电阻的温度测量范围在-200  ℃到 +850 ℃之间，在小于200℃时，非线性误差小于0.3%，它的电阻值R和温度t之间的关系可以近似地表示为：
 
 A,B为常数，A为热敏系数（ΔR/℃）。
 测量时采用的是查表法来计算温度值。
 对于模数转换器LTC2430，设计中使其工作在外部时钟驱动模式下，工作状态分为转换（Conversion）、休眠（Sleep）和数据输出（DataOutput）三个状态。此时它的数据输出波形图如图4-4所示：
 
                   图4-4 LTC2430数据输出波形图
 3).通信电路
 本系统所进行的通信是实现与PC机的通信，选择了RS232通信标准。这是因为RS232标准是使用最为广泛的通信标准，几乎每一台PC机上都有两个符合RS232标准的串行口，所以采用RS232标准有利于通用性。由于PC机使用的是RS232电平，而SM5964输出是TTL电平，因此选用MAX232解决电平匹配的问题。
 电路图如图4-5所示：
 
                  图4-5 通信电路原理图
 SM5964的串行发送端口TXD和接收端口RXD经MAX232芯片进行电平转换后，分别与PC机的数据接收端口RXD和数据发送端口TXD相连接。SM5964串行通信的发送端TXD连接到的11引脚，发出的数据信号经过MAX232芯片转换后，由0～5V的TTL电平变为-12～+12V的RS232电平，从14引脚输出到PC机串行口的第二引脚。按RS232通信协议规定，PC机串行口的第二引脚为数据输入端，这样，发出的数据就可被PC机接收到。由PC机串行口的发送端TXD（PC机串行口的第三引脚）传输来的数据，作为RS232电平的信号输入到MAX232芯片的第13引脚，经过MAX232芯片进行电平转换后变为TTL电平，再由MAX232的12引脚输出到SM5964串行口的接收端口RXD。从而完成数据的双向传输。
 在设计中，使用了两个发光二极管D7和D8监视通信的工作状态。
 4). LCD显示电路
 对于LCD MGLS-12864,内置HD61202图形液晶显示模块，厂家为其设置了7条指令来完成对它的控制，有两条指令用于显示状态的设置，其余指令用于数据读/写操作，在此不对其进行详细的说明。
 MGLS-12864与微处理器的连接方式有两种：一种是直接访问方式，一种为间接控制方式。直接访问方式就是将液晶显示模块的接口作为存储器或者I/O设备直接挂在计算机总线上，计算机以访问存储器或者I/O设备的方式操作液晶显示模块的工作。而间接控制方式是计算机通过自身的或者系统中的并行口与液晶显示模块连接，通过对接口的操作达到对液晶显示模块的控制。
 设计中我采用了间接控制方式，这种方式的特点是电路简单，控制时序有软件实现，可以实现高速计算机与液晶显示模块的接口。电路图如下图所示，以 P2口作为数据口，P3.3为/CSA,P3.4为/CSB，实

首页 上一页 7 8 9 10 11 12 13 下一页 尾页 10/20/20

嵌入式系统在多点温度控制中的应用(十)相关范文