溫度傳感器的簡單設(shè)計

溫度傳感器的簡潔設(shè)計課題：溫度傳感器的簡潔設(shè)計07第一章前言傳感器簡介熱敏電阻傳感器其次章系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)原理圖單片機〔mcu〕模塊2.2.2gp322.2.3mc68hc908gp322.2.4gp32mcu2.3a/da/d數(shù)字掌握系統(tǒng)框圖a/d2.4第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1mcu第四章編輯程序第五章系統(tǒng)測試4.1第六章心得體會總結(jié)基于gp32第一章前言傳感器簡介傳感器就是一種把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成易于利用的電信號的器件，其實質(zhì)就是一種功能塊，其促進作用就是將源自外界的各種信號轉(zhuǎn)型為電信號。它就是同時實現(xiàn)測試與自動掌握系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。例如電子計價秤中所加裝的稱量傳感器，它就是電子計價秤的關(guān)鍵部件，它肩負著將重量轉(zhuǎn)換成電信號的任務(wù)，它所輸入的電信號被放大器壓縮并經(jīng)a/d切換后由有關(guān)電路說明出來稱量信息。假設(shè)沒傳感器對完整參數(shù)開放準確可信的測量，哪么無論是信號切換或信息處理，或者最正確數(shù)據(jù)的說明和掌控都將無法同時實現(xiàn)。在現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)中，信息采集傳感器技術(shù)、信息傳感痛心技術(shù)、信息處理微處理器技術(shù)就是現(xiàn)3熱敏電阻傳感器溫度傳感器利用一些金屬、半導(dǎo)體等材料與溫度有關(guān)的特性而做成的，這些特性包含熱膨脹、電阻、電容、磁性、熱電勢、熱噪聲、彈性及光學(xué)特征。依據(jù)生產(chǎn)材料將其分成熱敏電阻傳感器、半導(dǎo)體熱電偶傳感器、pn電阻傳感器，其最根本電氣特性就是隨著溫度的變化自身阻值也隨之變化。熱電阻材料熱電阻測溫就是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨其溫度的削減而削減這一特性。mcumcu的根本含義：在一塊芯片上內(nèi)置了中心處理器單元〔cpu〕、存儲器〔ram/rom〕、定時器/計數(shù)器及多種輸出/輸入〔i/o〕USBmcu指令系統(tǒng)都就是依據(jù)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域特點特地設(shè)計，能夠較好地滿足用戶應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)的內(nèi)嵌，面對測控對象和現(xiàn)場可信運轉(zhuǎn)等方面的建議。因此由mcu形成的系統(tǒng)就是進展最快、品種最多、數(shù)量最小、應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的嵌入式系統(tǒng)。由于mcu存有嵌入式應(yīng)用的專用體系構(gòu)造與指令系統(tǒng)，而且具備體積小、牢靠性高等特點，同時具備各種各樣的型號，可以滿足用戶一樣的市場需求，實際應(yīng)用領(lǐng)域時，開發(fā)者可以依據(jù)具體內(nèi)容建議采用最正確型號的mcu一個以mcu入、模擬量的輸出，開關(guān)量的輸入、開關(guān)量的輸出以及數(shù)據(jù)通信局部。如圖1的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)框圖：實際模擬信號通常源自適當?shù)膫鞲衅?。但是，通常傳感器將實際模擬信號轉(zhuǎn)換成的電信號都比較強，mcu/數(shù)〔a/d〕切換變成數(shù)字信號，開放處置。目前很多mcu內(nèi)部涵蓋a/d依據(jù)必要外接a/d液體濃度、流量等。對mcua/d實際開關(guān)信號一般也來自相應(yīng)的開關(guān)類傳感器。如光電、電磁開關(guān)、干簧管、聲控、紅外開關(guān)等，在一些兒童電子玩具就有一些類似的開關(guān)。手動開關(guān)也可以作為開關(guān)信號送mcumcu“0”和“1”兩種可能值的數(shù)字信號。在執(zhí)行機構(gòu)中，存有掌握器量執(zhí)行機構(gòu)，也存有模擬量執(zhí)行機構(gòu)。掌握器量執(zhí)行機構(gòu)只有“上開”、“第一關(guān)”兩種狀態(tài)。模擬量執(zhí)行機構(gòu)必要已連續(xù)轉(zhuǎn)換的模擬量掌控。mcu機構(gòu)，即為不是通常的掌握器量掌控，也不是通常的d/a控，例如掌控空調(diào)電動機，mcu其次章系統(tǒng)的硬件設(shè)計系統(tǒng)原理圖如以下圖右圖：該系統(tǒng)的設(shè)計步驟是依據(jù)一般嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)步驟設(shè)計的。第一步輸入輸出分析本系統(tǒng)的輸入量有：傳感器采集入口。該信號是由傳感器流向b輸出、溫度傳感信號輸出。其次步設(shè)計并制作硬件系統(tǒng)該系統(tǒng)是選用mc68hc908gp32mcu8a/d可以工作,同時開發(fā)系統(tǒng)已經(jīng)接好串口通信線路，max232連接溫度傳感器電路的輸出。第三步系統(tǒng)軟件設(shè)計a／d模塊、單片機系統(tǒng)等。在定義好系統(tǒng)存放器后，針對各模塊進展具體設(shè)計編碼，最終測試各個模塊，完成mcu第四步系統(tǒng)測試在軟件和硬件系統(tǒng)都設(shè)計完成后，把程序通過專用編譯器和寫入工具寫到mcu行系統(tǒng)。在系統(tǒng)運行中，不斷覺察系統(tǒng)的缺乏之處，并改進它，使系統(tǒng)更加完善，對環(huán)境的適應(yīng)力量更強。單片機〔mcu〕模塊〔1〕512bram；32kflash32khzpll8mhz線頻率。進一步增加的hc05cpu；16hc058168×816/8拓展的循環(huán)掌控功能；bcd〔4〕33i/o26i/o57i/o；pta、ptcptdptc0—ptc415ma10ma150ma)；全部口存有最低5ma增加型串行通訊口sci；串行外圍接口spi16(tim1tim2)，每個通道可選擇為輸入捕獲、輸出比較和pwm，其時鐘可分別選為內(nèi)部時1、2、4、8、6、32648中斷(1、4、16、256、512、1024、20484096hzstop32khz振周期性喚醒cpu；8系統(tǒng)維護特性：計算機工作正常(cop3v5v操作方式；非法指令碼檢測登位；非法地址檢測登位。具有pdip40、sdip42qfp44優(yōu)化用作掌控應(yīng)用領(lǐng)域；優(yōu)化樂觀支持c2.2.2gp32硬件構(gòu)造，但僅有一個mcumc908gp32hc08mcumc908gp3240腳PCB路。mc908gp321、電源供給與濾波gp3220、19〔vdd,vss〕為芯片的電源輸入端，1、2pll0.1ufpll振產(chǎn)生較大頻率的內(nèi)部時鐘，提高芯片的抗干擾性。在mcupll的外部濾波電路。濾波電路的作用是增加電路工作穩(wěn)定性。連到mcu4、5f=32.768hz.。通pll8mhzgp32的電路及參數(shù)，通過自己的課堂教學(xué)，構(gòu)筑mcu接在mcu610極〔5v〕，所以應(yīng)為高電平。假設(shè)按下復(fù)位按鈕rst651歐姆電阻接地，為低電平，芯片復(fù)位。mc68hc908gp32mc68hc908gp32mcu〔以下簡稱gp32mcu〕的三種封裝形式只有引腳數(shù)量和形式有所區(qū)分4gp324i/o44gp3242gp32mcuptc5、ptc640gp32mcuptc5、ptc6ptd6/t2ch0、ptd7/t2h1gp32m68hc08cpu、存儲器、定時USBi/oUSB、以太網(wǎng)通信接口sci、以太網(wǎng)外設(shè)USBspi、斷點模塊、a/d嚴禁模塊、登位與中斷模塊、鑒控模塊mon、系統(tǒng)設(shè)置模塊。gp32mcu42mc68hc908gp32mcu(1)電源類插槽：vdd、vss〔2019〕：電vddad/vrefh、vssad/vrefl〔3132引腳〕：內(nèi)部a/d參照電壓輸出端的。vdda、vssa〔12〕：時鐘發(fā)生器模塊〔cgm〕的電源供給端的。(2)掌握類引腳：rst〔6〕：外部高有效率登位輸出或輸出引腳，有內(nèi)部上拉電阻。irq〔14〕：外部中斷輸出插槽，有內(nèi)部上拉電阻。(4)i/opta7/kbd7-pta0/kbd0〔42-35腳〕：8i/oUSB，每個可編程為鍵盤輸入引腳。ptb7/ad7-ptbo/ad0〔32-25〕：8i/oUSB8a/dptc4-ptc0〔11-7〕：5i/optd7/t2ch1-ptd0/ss〔24-2118-15〕：8i/oUSB，其ptd4-ptd7〔tim1tim2〕。spsck、mosi、miso、ssUSB〔spi〕。、pte0/rxd〔1213〕：2i/ocgmxfc〔3〕：cgm、osc2〔54〕：芯片內(nèi)振蕩器引腳。2.3a/da/d取樣精度：數(shù)字量變化一個最輕量時模擬信號的變化量,即為取樣位數(shù)。采樣速率：是指完成一次a/d濾波：為了并使取樣的數(shù)據(jù)更準確，對取樣的數(shù)據(jù)開放甄選換成誤差很大的毛刺。通常使用中值濾波和均值濾波去提升取樣精度。中值濾波就是挑3均值濾波就是挑屢次取樣的算術(shù)平均值。物理量回歸：把a/d數(shù)字掌握系統(tǒng)框圖2a/da/dadclk振，打算分頻系數(shù)等。啟動a/d切換對adscr完結(jié)數(shù)據(jù)以獵取的方式、設(shè)置就是已連續(xù)切換還是一次切換等。獲a/da/dadscr7(cocococo=1adr2.4mcu/輸入承受ttlttl“1”和“0”的特征電壓分別為2.4v0.4v，適用于于板內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸。為了并使信號傳輸?shù)酶h，美國電子工業(yè)協(xié)會eia〔electronicindustryassociation〕制定了以太網(wǎng)物理接口標準rs-232c。rs-232c正數(shù)規(guī)律，-3v～-15v“1”，+3v～+15v“0”。rs-232c30m20kbps。rs-232口”，它主要用于連接具有同樣接口的室內(nèi)設(shè)備。目前幾乎全部計算機上的串行口都是992.6〔a〕2.6〔b〕max232mcurs-232cttlrs-232crs-232cttl電平。電平轉(zhuǎn)換器不僅可以由晶體管分立元件形成，也可以輕易承受集成電路。該系統(tǒng)承受max232+5vmax232槽。max232?vcc〔16〕：正電源端的，通常接+5v?gnd〔15〕：地?vs+〔2〕：vs+=2vcc-1.5v?vs-〔6〕：vs-=-2vcc-1.5v?c2+、c2-〔4、5〕：1μf?c1+、c1-〔1、3〕：1μf輸入輸出插槽分后兩組，根本含義見到表中2。在實際承受時，假設(shè)只必要一路sci，2.4.2sci具備sciUSBmcu，通常具備傳送插槽(txd)與發(fā)送插槽(rxd)，一樣公司或一樣系列mcu，承受的插槽簡寫名可能將不全都，但含義一樣。scimcutxdrxdttlrs-232rs-232mcu12〔txd〕、13〔rxd〕分別接max23211〔t1in〕、12〔r1out〕，max23213〔r1in〕、14〔t1out〕分別為rs-2322〔rxd〕3〔傳送txd〕插槽。根本過程就是：發(fā)送過程——mcu12〔txd〕〔ttl〕經(jīng)過max23211〔t1in〕max232內(nèi)部，在內(nèi)部ttlrs-23214〔t1out〕發(fā)送出去。發(fā)送過程——外部rs-232max23213〔r1in〕步入至max232rs-232ttl12〔r1out〕送至mcu13〔rxd〕，步入mcu具體原理圖如圖第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1mcumcu程序等，通過專用編譯器和寫入工具寫到mcuc塊化構(gòu)造，主要由a／d3溫度測量系統(tǒng)工程文件第四章編輯程序代碼1.系統(tǒng)主函數(shù)模塊#include“includes.h“//總頭文件int8ulight_pin;voidmain(void){disablemcuint;//制止總中斷mcuinit;//芯片初始化//在此處添加用戶程序ledinit;fmqinit;sciinit;adcinit;enablemcuint;enablescireint;while(1){scisend1(adcave(0,200));light_pin=0;if(adcave(0,200)fmqsound(adcave(0,200));delay(15000);}elseif(adcave(0,200)>0x40){light_pin=1;led_l_a(”l”);delay(15000);led_l_a(”a”);delay(15000);fmqsound(adcave(0,200));}}}gp32#include“gp32c.h“//藍光存放器名定義voidmcuinit(void){//1config2,config1//1.1config2config2=0b00000001;//||_scibdsrc=1內(nèi)部總線時鐘用作sci時鐘//| oscstopenb=0在stop模式下制止振蕩器工作//1.2設(shè)置config1config1=0b00111101;//||||||||_copd=1嚴禁cop模塊//||||||| stop=0嚴禁stop指令//|||||| ssrec=132個cgmxclk周期退出stop模式//||||| 工作在5v//|||| lvipwrd=1嚴禁lvi模塊電源//||| lvirstd=1容許lvi登位信號//|| lvistop=0在stop模式下制止lvi//| 溢出范圍使用長的時間//2.pll編程pctl=0x00;//(1)嚴禁pll:清零pllpctlpctl=0x01;//(2)將p,eptclvco2pmsh=0x01;//(3npmsh,pmslvco$12cpmsl=0x2c;pmrs=0b10000000;//(4lpmrs,復(fù)置vco$80prds=0x01;//(5)將rprdspctl|=(1pbwc|=(1pctl|=(1以太網(wǎng)通信子函數(shù)//[sci.h]串行通信頭文件#include“gp32c.h“#include“type.h“#defineresendstatusrscs1#defineretestbit5#definesendtestbit7#defineresenddatarscdrvoidsciinit(void);voidscisend1(int8uo);voidscisendn(int8un,int8uch[]);int8uscire1(int8u*p);int8usciren(int8un,int8uch[]);//[sci.c]以太網(wǎng)通信驅(qū)動文件#include“sci.h“voidsciinit(void){scbr=0b00000010;scc1=0b01000000;scc2=0b00001100;}voidscisend1(int8uo){while(1)if((resendstatusr&(1voidscisendn(int8un,int8uch[]){inti;for(i=0;iint8uscire1(int8u*p){int16uk;int8ui;for(k=0;kif((resendstatusr&(1if(k>=0xfbbb){i=0xff;*p=0x01;}returni;}int8usciren(int8un,int8uch[]){intm;int8ufp;m=0;while(m{ch[m]=scire1(&fp);if(fp==1){return1;}m++;}return0;}小燈循環(huán)被點亮模塊//[led.h]小燈驅(qū)動頭文件#include“gp32c.h“#include“type.h“#definelight_ppta#definelight_dddravoidledinit(void);voidled_l_a(int8uflag);//[led.c]大燈驅(qū)動函數(shù)定義#include“l(fā)ed.h“#include“generalfun.h“externint8ulight_pin;voidledinit(void){light_d|=0xff;light_p|=0xff;voidled_l_a(int8uflag){if(flag==”a”){light_p|=1elseif(flag==”l”){light_p&=~(1蜂鳴器被預(yù)設(shè)叫聲模塊//[fmq.h]蜂鳴器驅(qū)動頭文件#include“gp32c.h“#include“type.h“#definefmq_pptb#definefmq_dddrb#definefmq_pin1voidfmqinit(void);voidfmqsound(int8uflag);//[fmq.c]蜂鳴器驅(qū)動函數(shù)定義#include“fmq.h“#include“generalfun.h“voidfmqinit(void){fmq_d|=1voidfmqsound(int8uflag){if(flag{fmq_p&=~(1fmq_p|=1elseif(flag>0x40){fmq_p&=~(1a/da/d[adc.h]#include“gp32c.h“#include“type.h“#definecocobit7voidadcinit(void);int8uadcvalue(int8uchannel);int8uadcmid(int8uchannel);int8uadcave(int8uchannel,int8un);a/dc[adc.c]#include“adc.h“#include“sci.h“voidadcinit(void){adclk=0b00110000;}int8uadcave(int8uchannel,int8un){int8ui;int16uj;j=0;for(i=0;ireturn(int8u)j;}int8uadcmid(int8uchannel){int8ui,j,k,tmp;i=adcvalue(channel);j=adcvalue(channel);k=adcvalue(channel);if(i>j){tmp=i;i=j;j=tmp;}if(k>i){if(k>j){tmp=j;}else{tmp=k;}}else{tmp=i;}returntmp;}int8uadcvalue(int8uchannel){int8utmp;channel&=0b00011111;tmp=adscr&0b11100000;adscr=tmp|channel;while((a