水温遥测自控系统的设计

文档字数：21151

摘  要

随着信息技术的快速发展，在工业生产的各个行业，无线遥测控制系统的应用已经很普遍。与常规的控制系统相比它省去了中央控制设备与控制终端之间布线的麻烦、增强了系统的可移动性。本系统的设计分为中央控制设备的设计、控制终端的设计及它们之间通讯的设计。在使用时，先通过中央控制设备的键盘输入温度的设定值，通过射频方式将数据发送到控制终端，在终端收到温度设定值后结合水温的当前值输出控制量，达到遥测控制水温的目的。本文主要探讨了温度采集设计、射频通讯应用的设计及在中央控制设备上的图形界面和语音功能的设计。

首先，简单介绍了遥测控制系统的选题背景，全面总结了遥测控制的概念、特性以及设计思路等方面的问题。

其次，介绍了水温遥测控制系统的设计方法。本系统的设计共分为三个模块：电源模块、控制终端模块和中央控制模块。电源模块为系统的工作提供直流稳定电压。控制终端模块包括：温度采集、射频通信和控制量输出等功能，其软件的设计主要包括这些功能电路的驱动及控制算法的实现。中央控制模块包括：键盘、LCD显示、语音和射频通信等功能，它的软件设计主要为图形界面及语音功能的设计。

接着，将整个系统进行整合，从总体上实现设计要求中的各种功能。

最后，对设计结果做了整体概述和分析。包括在设计初期元器件的选择、设计中遇到的问题和完成设计后的个人体会等。

关键词：温度遥测控制；射频通信；DS18B20；凌阳SPCE061A

目 录

1  绪论 1

1.1  简介 1

1.2  设计选题背景 1

1.3  设计内容及论文结构 1

1.3.1  设计的主要内容 1

1.3.2  论文结构 2

2  系统电源的设计 3

2.1  稳压电源的基本原理 3

2.2  稳压电源的原理图 4

3  控制终端设备的设计 6

3.1  系统结构框架 6

3.2  AT89C2051单片机的引脚描述及片外总线结构 6

3.3  AT89C2051最小系统 7

3.3.1  最小系统硬件电路 8

3.3.2  系统初始化软件 9

3.4  温度采集模块 9

3.4.1  DS18B20的原理及应用 9

3.4.2  DS18B20接口电路的设计 12

3.4.3  DS18B20驱动程序的设计 13

3.5  控制的实现 14

3.5.1  控制量输出接口电路的设计 14

3.5.2  控制算法的设计 15

4  中央控制设备的设计 16

4.1  总体设计 16

4.2  SPCE061A最小系统 17

4.2.1  SPCE061A简介 17

4.2.2  最小系统电路 19

4.3  操作系统的移植 19

4.3.1  移植的概述 19

4.3.2  移植过程 20

4.3.3  系统的配置 24

4.4  键盘功能的设计 25

4.5  语音功能的设计 27

4.5.1  音频电路的设计 27

4.5.2  语音软件的设计 28

4.6  LCD显示功能的设计 28

4.6.1  LCD的硬件设计 28

4.6.2  LCD的软件设计 30

5  射频通信的设计 34

5.1  概述 34

5.2  射频通信的硬件设计 35

5.3  射频通信的软件设计 36

5.3.1  驱动软件的设计 36

5.3.2  通信协议的设计 38

6  结束语 41

参考文献 42

致 谢 43