淺談嵌入式數(shù)字溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王瑞

摘要：嵌入式數(shù)字溫控系統(tǒng)在其測量精度與操作上具有十分明顯的優(yōu)勢，尤其是隨著簡易操作理念的不斷推進(jìn)發(fā)展，就需要對溫控系統(tǒng)進(jìn)行操作簡化和精度提升。對于嵌入式數(shù)字溫控系統(tǒng)而言，因?yàn)槟軌驅(qū)囟冗M(jìn)行測量，并且其測量精度較高，在溫控系統(tǒng)數(shù)字解讀上的操作較為簡便，本文主要研究了嵌入式數(shù)字溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：嵌入式 數(shù)字溫控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）12-0157-01

1 嵌入式數(shù)字溫控系統(tǒng)概述

目前，嵌入式溫控采用AT89S51系統(tǒng)支持在系統(tǒng)可編程序功能，而且其能夠與通用點(diǎn)偏激指令和引腳進(jìn)行兼容，在溫度測點(diǎn)方面，其可以通過兩個(gè)DS18B20實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)位的溫度測量。在時(shí)間系統(tǒng)的選擇上，主要通過以5-6個(gè)LED通過按鍵操作實(shí)現(xiàn)對不同顯示模式之間的操作，其中模式包括時(shí)間和溫度以及年月日以及日歷等。

2 嵌入式溫控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

文中我們提到，本文所研究設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)主要以單片機(jī)作為主控制器，來連接溫度檢測以及時(shí)間電路和人機(jī)交互接口。對于該系統(tǒng)在處于正常工作的狀態(tài)下，通過單線總線進(jìn)行溫度檢測器數(shù)值的讀取，并通過總線將時(shí)間和日歷數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。當(dāng)存在溫度和時(shí)間達(dá)到之前所設(shè)置的臨界點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)將作出對應(yīng)的反應(yīng)，從而激活系統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)，將報(bào)警信號(hào)傳遞至報(bào)警電路上實(shí)現(xiàn)報(bào)警行為。

在嵌入式溫控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)上，主機(jī)電路由于其主要負(fù)責(zé)微控制器和人機(jī)交互接口，因此其再設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)包括：時(shí)間反饋、復(fù)位電路、顯示電路以及人機(jī)交互按鍵等。對于系統(tǒng)始與復(fù)位電路而言。本系統(tǒng)中的系統(tǒng)用時(shí)鐘作為整個(gè)系統(tǒng)的主要脈路，在選擇上采用的是晶體振蕩器，從而保障其在電路上能夠?qū)崿F(xiàn)對稱，在對系統(tǒng)功率消耗問題的研究上，為了保障耗能的最低化發(fā)展，本系統(tǒng)選擇的是11MHz的晶體振蕩器。復(fù)位電路上主要包括上電電路與手動(dòng)電路兩種。通過需求分析，在本系統(tǒng)中主要采用的是RC復(fù)位電路，也就是傳統(tǒng)的一階放電電路。在按鍵與顯示電路的設(shè)計(jì)上，通過對嵌入式溫控系統(tǒng)的功能需求問題的考量。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了5個(gè)數(shù)據(jù)管以及5個(gè)人機(jī)交互按鈕開關(guān)。在通過對鍵盤/顯示器的掃描來降低中央處理器的負(fù)荷，從而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和簡易性，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作。顯示部分主要作為掃描工作的主體，其設(shè)計(jì)上能夠?qū)崿F(xiàn)與眾多LED之間的連接，因此在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上主要采用了6個(gè)按鍵以及7個(gè)LED以保障掃描工作的良好實(shí)現(xiàn)。

3 嵌入式溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在部分的研究過程中，為了保障本系統(tǒng)能夠滿足其功能需求，因此愛處理和設(shè)計(jì)上通過設(shè)置溫度讀取以及溫度處理和顯示和按鍵處理這四個(gè)部分。在溫度值讀取和時(shí)間設(shè)置上，是本文章所涉及的一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，這兩個(gè)部分的操作實(shí)現(xiàn)主要依靠著AT89S51系統(tǒng)通過單線總線和DS18B20進(jìn)行串行通訊實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳遞和處理。

4 遠(yuǎn)程加載程序的設(shè)計(jì)

對于遠(yuǎn)程加載程序的設(shè)計(jì)問題上主要是利用了上文中所提到的在系統(tǒng)編程技術(shù)。在在系統(tǒng)編程技術(shù)的指引下能夠?qū)崿F(xiàn)在用戶設(shè)計(jì)過程中對微控制器系統(tǒng)以及新系統(tǒng)功能問題的設(shè)置和重新編程，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在線的程序傳輸和程序編制，能夠?qū)⒊绦蚬碳螺d到任意程序存儲(chǔ)器之中。在該部分的設(shè)計(jì)過程中，主要是電腦PC端通過串口進(jìn)行命令的發(fā)送，例如擦除、編程等相關(guān)命令，在系統(tǒng)的到正確信息之后進(jìn)行分析執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)加載的升級(jí)和更新。在遠(yuǎn)程加載程序的設(shè)計(jì)問題上主要采用了SM5964作為主控器，通過串口實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程技術(shù)的操作。

（1）系統(tǒng)控制寄存器。（2）FLASH控制寄存器（FCR，F(xiàn)7H）。（3）FLASH 高位地址寄存器（FAH ，F(xiàn)4H）和低位地址寄存器（FAL， F5H），F(xiàn)AH & FAL為ISP功能提供16位的FLASH地址。（4）FLASH數(shù)據(jù)寄存器（FDAT， F6H）。（5）FDAT寄存器為ISP功能提供8位數(shù)據(jù)。

在實(shí)現(xiàn)中，系統(tǒng)只是根據(jù)PC機(jī)發(fā)來命令執(zhí)行相應(yīng)的功能，根據(jù)命令執(zhí)行情況向PC機(jī)返回執(zhí)行結(jié)果（執(zhí)行成功還是失?。┍?所示，當(dāng)執(zhí)行成功時(shí)向PC機(jī)發(fā)送AAH命令，當(dāng)執(zhí)行失敗時(shí)，向PC機(jī)發(fā)送55H，通知PC重新執(zhí)行。

在遠(yuǎn)程系統(tǒng)轉(zhuǎn)接到在系統(tǒng)可編程序上的時(shí)候，就需要對串口進(jìn)行初始化，在通過電腦端進(jìn)行指令數(shù)據(jù)的發(fā)送，在本設(shè)計(jì)中串口的初始化狀態(tài)設(shè)定為8位，波特1200。

5 結(jié)語

在實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度檢測的同時(shí)其所具備的報(bào)警系統(tǒng)還能夠?qū)囟鹊淖兓M(jìn)行反饋報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)溫度的良好控制，具有較高的性價(jià)比。對于嵌入式數(shù)字溫控系統(tǒng)而言，其采用的是串行接口，這種串口幾件構(gòu)成系統(tǒng)能夠保電路的操作和維修更為簡便。

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