基于單片機C805lF040的水溫遙控遙測系統(tǒng)的設(shè)計

溫度遙控遙測系統(tǒng)主要由微處理器系統(tǒng)、測溫模塊、加熱模塊、通信模塊、液位模塊以及上位機軟件等組成。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

測溫模塊測量液體溫度后，把溫度數(shù)值發(fā)送給微處理器，當溫度變化達到一定值后，加熱模塊開始加熱，首先可以在設(shè)定的時間內(nèi)，加熱到設(shè)定的溫度并穩(wěn)定在該溫度一段時間。系統(tǒng)通過兩個通信模塊實現(xiàn)遙測遙控，上位機設(shè)好溫度參數(shù)后，通過通信模塊傳給遠處的微處理器，微處理器按照上位機設(shè)定好的溫度控制加熱模塊進行加熱，同時微處理器把液體溫度和液位高度通過通信模塊傳給上位機軟件，通過上位機軟件界面可以實時顯示和監(jiān)測液體溫度和高度。顯示模塊把系統(tǒng)的溫度、高度等各項數(shù)據(jù)實時顯示在液晶屏幕上。

硬件設(shè)計
系統(tǒng)硬件主要由C8051F040單片機最小系統(tǒng)、PTR2000無線通信模塊、TCA785移相調(diào)壓控制模塊、Ptl00測溫模塊、WDK505測液位模塊等組成。

1 C8051F040單片機最小系統(tǒng)

最小系統(tǒng)以單片機C8051F04O為核心，包括晶體振蕩電路、復(fù)位電路、抗干擾電路、電壓基準電路和電源部分。C805lF040單片機是美國Cygnal公司生產(chǎn)的完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯SoC。它具有64kB Flash、4352BRAM、CAN控制器2．0、兩個串行接口、5個16位定時器、12位A／D轉(zhuǎn)換器、8位A／D轉(zhuǎn)換器及12位D／A轉(zhuǎn)換器等，它內(nèi)部還帶有JTAG接口，使調(diào)試變得非常方便。

2 PTR2000無線通信模塊

該器件將接收和發(fā)射合接為一體，工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻段433MHz；采用FSK調(diào)制／解調(diào)，可直接進入數(shù)據(jù)輸入／輸出，抗干擾能力強。該模板塊在內(nèi)部集成了高頻接收、PLL合成、FSK調(diào)制／解調(diào)、參量放大、功率放大、頻道切換等功能。通信距離可以滿足設(shè)計要求，設(shè)計電路中將PTR2000的一部分通過MAX232進行電平轉(zhuǎn)換后與計算機串口連接，另一部分與最小系統(tǒng)連接。

3 TCA 785移相調(diào)壓控制模塊

加熱模塊采用移相觸發(fā)集成觸發(fā)器來實現(xiàn)。觸發(fā)器TCA785過零點的識別能力高，移相范圍更寬，輸出脈沖的整齊度更好，可使受控元件在0V到220V無級改變，常用于對精度要求高，受控環(huán)境惡劣的條件下。移相觸發(fā)是通過改變電壓調(diào)節(jié)導(dǎo)通角來實現(xiàn)調(diào)壓，負載兩端的電壓及平均功率是隨移相觸發(fā)角的變化而變化的。在可控硅的每個正或負的周期中都有保持通、斷的部分，即輸出連續(xù)可調(diào)，能適應(yīng)各種性質(zhì)的負載。本系統(tǒng)為加熱單元設(shè)置了總控開關(guān)，上位機可直接控制開關(guān)的通斷，用燈泡顯示開關(guān)狀態(tài)。其控制原理圖見圖2。

4 Ptl00測溫模塊

Ptl00溫度傳感器為正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器，具有抗振動、穩(wěn)定性好、準確度高、耐高壓等優(yōu)點。

5 WDK505測液位模塊

采用WDK505壓力變送器測量液位。該儀器具有防結(jié)露、防雷擊設(shè)計，抗干擾能力強，長期穩(wěn)定性好等優(yōu)點。芯片置于全不銹鋼殼體內(nèi)堅固密封，可靠性好，精度高。