基于MC68HC908GP32的深海熱液多點(diǎn)溫度、壓力采集及控制系統(tǒng)
加入技術(shù)交流群
人機(jī)交互界面由Delphi 7.0開發(fā)而成，由串口通信，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)文件操作，數(shù)據(jù)曲線形成及其分析，端口波特率設(shè)置等部分組成。
3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 微處理器
MOTOROLA單片機(jī)MC68HC908GP32具有加密功能的32K字節(jié)Flash ROM，512字節(jié)RAM，8路8位A/D轉(zhuǎn)換控制器，增強(qiáng)型串行通信接口和串行外圍接口，及兩個(gè)16位雙通道定時(shí)器接口模塊。它的總線時(shí)鐘高達(dá)8MHZ，最小指令周期為125ns，帶時(shí)鐘預(yù)分頻的定時(shí)基模塊有8中周期性實(shí)時(shí)中斷，且具有多種保護(hù)功能[1]。
3.2 溫度、壓力數(shù)據(jù)采集部分
本系統(tǒng)選用三個(gè)PT100鉑電阻作為測(cè)溫傳感器，通過兩個(gè)繼電器選通做為溫度輸入。這種鉑電阻溫度系數(shù)的離散度很小，精確度高，靈敏度好，測(cè)溫范圍為-200～650℃[2]；配套使用的溫度變送器測(cè)溫范圍為0～500℃，能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為隨溫度線性變化的電流信號(hào)輸出，范圍為4－20mA。
電流與溫度之間的關(guān)系式為：本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/173841.htm
選用北京SAILING公司壓力傳感器，測(cè)壓范圍0～60Kpa；配套使用的壓力變送器測(cè)壓范圍為0～45Kpa，能將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為隨壓力線性變化的電流信號(hào)輸出，范圍為4～20mA。
電流與壓力之間的關(guān)系式為：
變送器輸出的電流信號(hào)經(jīng)過電流－電壓轉(zhuǎn)換電路得到0－5V的直流電壓，進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換電路如圖3所示：
3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示部分
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示電路如圖4所示，主要由以下三部分組成：
1）數(shù)據(jù)循環(huán)顯示部分。使用單片機(jī)的SPI接口擴(kuò)展移位寄存器74LS164做為七段數(shù)碼管接口，解決了片內(nèi)I/O不足的問題。數(shù)碼管共有4位，第一位循環(huán)顯示編號(hào)1-2-3-4-1，后三位顯示與編號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，可精確到個(gè)位。測(cè)量所得數(shù)據(jù)每隔1秒動(dòng)態(tài)掃描顯示，每個(gè)編號(hào)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)共顯示10秒，每40秒為一個(gè)大循環(huán)。
2）EEPROM存儲(chǔ)部分。采用基于I²C-BUS的存儲(chǔ)器件AT24C64實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能，其存儲(chǔ)容量為64Kbit。系統(tǒng)中采用兩個(gè)并行I/O口A0與A1進(jìn)行軟件模擬產(chǎn)生I²C總線時(shí)序信號(hào)，實(shí)現(xiàn)I²C總線數(shù)據(jù)的讀寫。主要讀寫流程為：
字節(jié)寫入：開始-器件地址/0-應(yīng)答-字節(jié)高地址-字節(jié)低地址-應(yīng)答-數(shù)據(jù)寫入-應(yīng)答-停止
評(píng)論