基于DSP的温度采集系统

基于DSP TMS320F2812和DS18B20的温度测量系统设计摘要:本文介绍了一种基于TI公司DSP TMS320F2812 的高精度温度测量系统的设计。

该系统采用TMS320F2812为微处理器，配合高精度DS18B20数字温度传感器和外部扩展的模数转换器采集温度数据，并经过滤波算法处理控制输出，能够得到比较精确的温度值。

主要介绍了系统的结构、工作原理、软硬件的设计，并对系统设计的特点进行了详细的说明。

关键词: TMS320F2812；DS18B20；温度测量；模数转换1 概述温度在航空、航天领域中是个重要的物理量，由于温度变化对设备可能产生影响，包括降低系统的成像质量，影响分辨率，因此，在这些系统中对温度的实时采集测量十分重要。

以传统的单片机为核心的温度测量控制系统，由于受到处理器自身硬件资源和速度的限制，硬件电路设计复杂，数据实时处理能力差，温度测量时间长。

而随着计算机技术尤其是招超大规模集成电路技术的发展，具有更强处理能力的DSP芯片，以其运算速度快、实时性强、功耗低、抗干扰能力强等特点，越来越多地被应用。

采用了DS18B20数字温度传感器、外部扩展ADC模数转换器，使用内部集成外设功能的DSP TMS320F2812 微处理器作为整个系统的核心控制单元，简化了硬件电路设计；在温度采集控制软件上采用“通道滤波”温度采集控制算法，使得温度采集具有速度快、精度高的特点。

2 系统方案设计温度测量系统设计以DSP TMS320F2812为中央处理器为核心，采用DS18B20型号数字温度传感器为温度传感器，使用AD7892型号的ADC模数转换器进行A/D 转换，并将采集结果代入温度曲线方程计算出当前温度值，并且将温度值通过通信系统发送到上位机。

高精度温度测量控制系统由两大部分组成，第1部分为以DSP TMS320F2812为核心处理器的数据采集及处理部分，主要由产品温度环境、温度传感器、ADC模数转换器、DSP TMS320F2812、电源构成；第2部分由温度采集处理软件构成，完成对DSP采集到的数据进行分析、处理等任务。

电子与信息工程学院综合实验课程报告课题名称基于DSP的温度采集系统专业 08电子信息工程班级电子（2）班学生姓名高深学号 08205010233 指导教师宋杨2011 年 6 月 29 日目录1 综合实验目的 (3)2 总体方案介绍 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 设计思路 (3)3 硬件设计 (6)3.1 最小系统设计 (6)3.2 温度采集电路 (6)3.3 A/D模数转换模块 (7)3.4 LCD液晶显示模块 (7)4 软件设计 (8)4.1 软件系统分析 (8)4.2软件系统流程图 (9)5 系统调试 (9)6 课程设计总结 (10)7 参考文献 (10)8 附件 (11)8.1元件清单 (11)8.2原理图 (11)8.3源程序 (11)1 综合实验目的（1）熟悉并掌握硬件设计方面的温度采集技术（2）熟悉并掌握软件设计方面的A/D转换技术（3）熟悉并掌握软件设计方面的DSP液晶显示功能（4）熟悉TMS320F2812的硬件资源和使用方法2 总体方案介绍2.1 设计任务（1）熟悉MC1403芯片的应用（2）设计由MC1403和热门电阻组成的温度采集电路（3）将温度采集电路中热敏电阻的阻值变化转变为输入端的变化，根据电压—温度转换公式，检测温度变化（4）完成程序流程图的设计（5）完成软件设计方面的A/D转换和LCD显示程序（6）软硬件联合调试（7）最终结果在液晶显示屏上显示相应的文字及温度2.2 设计思路首先设计由MC1403和热敏电阻组成的温度采集电路，利用热敏电阻输出电压值与温度间的函数关系，检测温度的变化；然后将采集到的温度送入TMS320F2812中的A/D转换模块，将电压转换为数字信号；最后通过编写LCD显示函数来控制相应的温度及文字的变化。

系统设计原理框图如下图：本设计是基于TMS320F2812的水温控制系统，使用TMS320F2812的片上A/D。

它功能强大,运行速度快,是专门为电动机控制应用优化的控制芯片,在本设计中，它主要完成各种模拟、数字信号的采样及转换。

基于DSP与数字温度传感器的温度控制系统作者：徐兴建, 袁自钧, 赵永礼, 高峰来源：《现代电子技术》2010年第09期摘要:传统的温度控制系统是以热敏电阻为温度传感器件,辅以风冷或水冷来达到目的的,存在体积大,噪音大且精度有限的缺点。

介绍了利用数字温度传感器(DS18B20)与DSP芯片(TMS320F2812)组成的温度测量系统,结合模糊PID算法(Fuzzy-PID),利用DSP的脉宽调制控制通过半导体制冷器的电流大小,达到温度控制的效果,体积小且精度达到0.1 ℃。

给出DSP与DS18B20的接线图,并且介绍了利用CCS(代码编辑工作室)进行软件开发。

该系统已经运用在LD温度控制方面,取得了很好的效果。

关键词:DSP; 温度传感器; 温度控制; 模糊PID; 脉宽调制中图分类号:TP23 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)09-0129-03System of Temperature Control Based on DSP and Digital Temperature SensorXU Xing-jian1, YUAN Zi-jun1, ZHAO Yong-li2, GAO Feng1(1. Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2. Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China)Abstract: Traditional temperature control system took thermal resistance as the temperature sensor, combined with air-cooled or water to achieve the purpose, size large, noisy and the accuracy is limited. The temperature measurement system composed of digital temperature sensor(DS18B20) and the DSP(TMS320F2812), the DSP pulse-width modulation is used to control the current of the TEC combined with fuzzy PID algorithm(Fuzzy-PID), to achieve the effect of temperature control, small size and 0.1 accuracy. The wiring diagram of DSP and DS18B20, the use of CCS(code editing studio)and has gained very good results.Keywords: DSP; temperature sensor; temperature control; fuzzy-PID; pulse width modulation0 引言20世纪60年代以来,数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)伴随着计算机和通信技术得到飞速发展,应用领域也越来越广泛。

基于DSP的温度采集系统4.2 TMS320LF2407ADSP芯片引脚图4.47650运算放大器引脚5.1 基于DSP 温度采集的系统软件流程图5.2基于DSP温度采集的系统程序代码/**************************************************************/#include “exp1_2407.h”/**************************************************************/unsigned int i=0;unsigned int point[256];unsigned int j[150]/**************************************************************/void sys_ini() //系统初始化程序{asm (“setc INTM”); //禁止所有中断asm (“setc SXM”); //抑制符号位扩展asm (“clrc OVM”); //累加器中结果正常溢出*WDCR=0x00E8; //禁止看门狗*SCSR1=0x0081; //配置时钟锁相为4倍频CLKOUT=4*7.3728=29.4912M,使能ADC时钟WSGR=0x0600; //io、ram、program都设为0等待读写*IFR=0xFFFF; //清除所有中断标志*IMR=0x0001; //使能中断1}void adc_ini() //ADC初始化子程序{*ADCTRL1=0x2CC0; //仿真器挂起时，完成最后一次ad,连续运行模式，//预定标最长，高优先级中断，双排序模式，禁用其他模式*ADCTRL2=0x0602; //立即中断模式，清中断标志*MAXCONV=0x0000; //启用排序器1，最大转换数为1*CHSELSEQ1=0x0000; //选择模拟输入通道为0通道asm(“clrc INTM”); //开总中断}interrupt void nothing (){Asm(“clrc INTM”); //开总中断}interrupt void ad_int(){point[i]=(*RESULT>>6); //读出ad结果j[i]=(point[i]*220)/(1024);i++;if (i==149){i=0;}*ADCTRL2|=0x0200; //清除ad中断标志*IFR=0xFFFF; //清除所有中断标志asm(“clrc INTM”) //开总中断}void main(){sys_ini();adc_ini();*ADCTRL2|=0x2000; //软件启动ad转换for (;;);}5.3 程序调试（1）在i=0双击鼠标左键，设置断点；（2）单击”Run”运行程序，程序运行到断点处停止；（3）用下拉菜单中的View、Graph的“Time/Frequency”打开一个图形观察窗口；（4）设置该图形窗口的参数，观察地址j，长度为256的存储器单元内的数据，该数据位输入信号经A/D转换后的数据；（5）单击“Animate”运行程序，在图形观察窗口A/D转化的数据波形变化；图5-3-3 温度波形图1如图所示，室内温度稳定在33度左右，符合实际情况。

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尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见目录1 综合实验目的 (4)2 总体方案介绍 (4)2.1 设计任务 (4)2.2 设计思路 (4)3 硬件设计 (7)3.1 最小系统设计 (7)3.2 温度采集电路 (7)3.3 A/D模数转换模块 (8)3.4 LCD液晶显示模块 (8)4 软件设计 (9)4.1 软件系统分析 (9)4.2软件系统流程图 (10)5 系统调试 (10)6 课程设计总结 (11)7 参考文献 (11)8 附件 (12)8.1元件清单 (12)8.2原理图 (12)8.3源程序 (12)1 综合实验目的（1）熟悉并掌握硬件设计方面的温度采集技术（2）熟悉并掌握软件设计方面的A/D转换技术（3）熟悉并掌握软件设计方面的DSP液晶显示功能（4）熟悉TMS320F2812的硬件资源和使用方法2 总体方案介绍2.1 设计任务（1）熟悉MC1403芯片的应用（2）设计由MC1403和热门电阻组成的温度采集电路（3）将温度采集电路中热敏电阻的阻值变化转变为输入端的变化，根据电压—温度转换公式，检测温度变化（4）完成程序流程图的设计（5）完成软件设计方面的A/D转换和LCD显示程序（6）软硬件联合调试（7）最终结果在液晶显示屏上显示相应的文字及温度2.2 设计思路首先设计由MC1403和热敏电阻组成的温度采集电路，利用热敏电阻输出电压值与温度间的函数关系，检测温度的变化；然后将采集到的温度送入TMS320F2812中的A/D转换模块，将电压转换为数字信号；最后通过编写LCD显示函数来控制相应的温度及文字的变化。