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第 3I 卷第 7 期 2005 年 7 月 电 字 工 露 师 E L E CT R O N IC E NG IN E E R V o1． 3 l N o． 7 J u1．2005 基 于 RT X 51 的温度控制系统 钱东波 ( 盐城师范学院物理 系，江苏省盐城 市 224002) 【 摘 要】 介绍了一种基于实时操作系统 RTX51 的温度控制系统。该 系统能够设置监测温度 的上、 下限， 具有温度超限报警功能， 提供 了两个控制 温度 用的功率接 口， 设有一 个 串行通信接 口， 可 以将读取到的温度传送到 PC 机 中供进一步处理 。其硬件部分主要采用 AT89C55 和数字温度传 感器 AD7416， 软件部分的设计则利 用了 RTX 5l 。文 中给 出了硬件电路 ， 比较详细地讨论 了系统软件的设计 方法。将 RTX51 应用到温度控制系统的设计 中， 大大提 高了系统的稳 定性和可靠性 ； 同时， 由于采 用 多任务设计 ， 软件的模块化程度高， 降低 了软件开发的复杂性 ， 提 高了软件开发的效率。 关 键词 ： 温度 控 制 系统 ，实时操 作 系统 ， RTX 51，AD7416 ， AT89C55 中图分类号 ： TP273 0 引 言 近年来 ， 传统的利用模拟温度传感器设计温度控 制系统的方法已被摒弃 ， 代之 以用数字温度传感器进 行设计。美国 AD 公司的 AD7416 是一款功能较多的 数字温度传感 器， 它将 I2C 总线接 口、 温度传感 器 、 10 位 A／ D 转换器 、 窗 口门限温度比较器等集成到一个芯 片上 ， 具有体积小 、 功能多、 编程方便等优点 。 本文以 AD7416 和 AT89C55 为主要器件 ， 利用实 时操作系统 RTX5 1设计 了一个工作稳定可靠 、 功能齐 全 、 使用方便的温度控制系统。该系统有以下功能 ： 可 以在 一 55 ℃ ～+ 125 ℃温 度范围 内随意设置控 制温 度的上 、 下限； 实时显示被测对象的实际温度； 温度超 限报警 ； 带有光隔离的大功率控制接 口， 可以在温度超 限时 自动开关 大功率设备进 行温 度控制 ； 可以与 PC 机进行异步通信。本 系统工作时 ， 每秒记录一次被测 对象的温度 ， 并把它存人存储 器 中， 能 够保存最 近约 20 min 的温度数据 ， 在连接 PC 机的情况下 ， 能将这些 日志数据上传到 PC 机中供进一步分析处理。 1硬件电路设计 系统 中主要采用 AT89C55 、 AD7416、 字符 型液晶 显示器 LCM1602( 1 6 字符 ×2 行 ) 、 6264( 8 k × 8 位静 态 RAM) 等器件进行硬件电路的设计。 AD7416 是一款具有温度超限报警功能的 10 位数 字温度传感器， 它有 以下特点 ： 温度测量范 围 一 55 c c + 125 c c ， 集成有 10 位温度至数字转换器 ， 分辨率 为 0． 25 c c ； 较高的温度更新速率， 每 400txs 可完成一 ～收稿 日期 ： 2005-03-14 ； 修 回 日期 ： 2005- 0 5-13。 次温度更新 ； 内含两个温度设定寄存器 ， 分别用于设定 控制温度的上 、 下 限， 发生超 温时 ， OTI 输 出脚 ( 引脚 3) 电平发生变化 ， 从 而给出报警信号 ， 引脚采用漏极 开路输出结构 ， 可以很方便地实现线与 ； 采用 I C 兼容 的串行接 口， 可 以方便地与各种微处理器连接 ； 可选的 串行 总 线 地 址 ， 允 许 一 条 总 线 上 连 接 多 达 8 个 AD7416； 宽的电源电压范围( 2． 7 V ～ 5． 5 V ) ， 低 电源 电流典型值( 0． 35 mA ) ； 有低功 耗掉 电方式 和很好 的 功耗性能 ； 采用节省空间的 SO一 8 和小型 SOIC 封装 。 该系统硬件 电路 如 图 1 所 示。单 片机 AT89C55 是控制系统的核心 ， AD7416 完成 前端温度检 测。静 态 RAM6264 用 于温度数据记 录 ， 供 PC 机读取分析 ， 同时也为系统程序的运行提供所需的存储器资源 。 LCM1602 是一种 16 字 ×2 行的字符 型液晶模块 ， 用 于显示所设定的上 、 下 限温度及 当前的温度和系统 状态等信息 。LCM1602 与 AT89C55 之间采用 总线接 口方式 ， AT89C55 的 P2 口是复用 的 ， 它 既输 出寻 址 6264 用的高 5 位地址信号 ， 又用于输出 LCM1602 的控 制信号， 为保证系统 的正常工作 ， 必须仔细设定各部分 电路 的地 址 范 围。液 晶 模 块 的 使 能 信 号 E 是 由 AT89C55 的 WR 、 RD 和 P2． 7 共 同 产 生 的， 即 E = RD · WR · P2． 7。由于液晶显示模块的总线不是三态 总线 ， 所以， 为 防止在读／ 写 6264 时 数据总 线 出现 混 乱 ， 应该在 此 过 程 中保 持 液 晶模 块 的 R／ W 引 脚 为 “ 写” 状 态。因此 ， 设 定存 储器 6264 的地 址 范 围为 ： 4000H ～ 5FFFH ， 从而保证在读／ 写 6264 时 ， 数据 总线 不会出现混乱 。由于 LCM1602 与 AT89C55 之间采用 总线接 口方式 ， 所以， 液晶模块可以看做是单片机的一 个外部存储器。 ·77 · 维普资讯 http://www.cqvip.com