基于DSP的嵌入式溫度檢測系統設計

翟冠杰

摘要 溫度檢測是眾多工業生產領域的重要應用技術之一，隨著我國工業現代化進程的不斷加深，對溫度檢測的要求也越來越高，不但要求可以對溫度進行實時檢測，還需要對其進行高精度的動態調整、控制和預警，以滿足更加嚴格的生產條件。為此，本文設計了一種基于DSP芯片的、具備動態測量、遠程控制和實時預警等功能的嵌入式智能型溫度檢測系統，有著較大很應用價值。

【關鍵詞】DSP 嵌入式 溫度檢測

在當今的信息化時代中，物聯網技術開始廣泛應用于各領域，其中智慧農業和自動化生產線成為物聯網的兩個典型應用。本文設計了一款基于DSP的嵌入式溫度檢測系統，為我國農業化和工業化的不斷發展提供了一定的借鑒。

1 總體方案設計

根據大部分溫度檢測應用場合的特點和需求，溫度檢測系統應具備DSP主控模塊、溫度檢測模塊、聲光報警模塊、液晶顯示模塊等等。系統開機后，溫度檢測模塊在DSP主控模塊的控制下，開始定時采集環境溫度，并不斷與鍵盤輸入的預設值進行對比，一旦溫度超出預設范圍值，就會調用聲光報警模塊發出預警信號，預警信號通過無線通信模塊發送到用戶的移動終端或上位機中，對現場設備進行遠程控制，實現了自動或手動的溫度調節。系統的總體結構框圖如圖l所示。

2 系統硬件設計

2.1 DSP主控單元

根據溫度控制的要求，本文采用了TMS320C54x系列DSP芯片作為整個系統核心控制單元，負責對整個系統的各個模塊進行統一的調協與控制，并完成幾乎所有的數據處理工作。TMS320C54x系列DSP由TI公司研發，是一款高性能的16位定點型高速運算芯片，由于其內部的程序總線和數據總線是相互獨立的，稱為增加型哈佛結構，是一種典型的DSP硬件構造。

2.2 移動終端單元

移動終端一般以智能手機為主，智能手機以GSM芯片為通信單元，本文采用了Qisda公司研發的M33G芯片，充分利用了其44引腳接口功能進行系統二次開發工作。由于該芯片本身是一種串口，但系統數據傳輸需要采集并口提高通信效率，因此本文采用了16C450芯片完成兩種通信模式的轉換，為DSP單元的高速通信提供了條件。本系統實現了遠程實時短信報警，用戶隨時都可以通過智能手機終端接收到溫度的異常變化情況。

2.3 溫度檢測單元

為了使系統結構最大程度地得到簡化，同時保證溫度檢測的精度和整體性能，本文采用了當前應用最變廣泛的DS18820溫度傳感器。該傳感器由DALLAs公司推出，具有穩定性好、測量精度高、電路接線簡單、組網測溫方便等優點，在溫度檢測領域成為了領先者。本文將DS18820溫度傳感器與TMS320C54x DSP相連，通過3V電源供電，信號線與DSP芯片的GPIO引腳連接，實現雙工通信，同時將HPI引腳配置為通用I/O接口，用于溫度數據的傳輸。

2.4 存儲單元設計

考慮到Flash存儲單元的重要性，本文采用了16位AT49BV322A來搭建溫度控制系統的Flash存儲單元，其工作電壓為3V，供電后由其自身內部的寄存器來完成程序的編寫如果系統中途掉電，一次啟動后程序將從上次斷開位置自動繼續運行。為了兼顧程序運行速度，本文將一些中間變量和局部產生的數據放在SDRAM中，以進一步提高數據存取速度。

3 系統軟件設計

本文設計的基于DSP的嵌入式溫度檢測系統流程圖如圖2所示。

盡管DS18820溫度傳感器具有接線簡單的優點，但這是以提供電路時序和電參數的精度為代價的，而這些性能上的加嚴可以通過軟件的設計來得到一定程度上的彌補，保證溫度采集的準確和高效。

4 結語

本文在給出了總體設計方案的基礎上，對基于DSP的嵌入式溫度檢測系統進行了詳細設計，并以高精尖工業應用領域為目標，對溫度控制系統的智能化控制方案進行了論證，使其在主控單元運行速度、存儲單元優化、數據通信傳輸上都得到了很大的優化。本文系統在某材料制造企業中進行了為期三個月試運行，系統運行穩定可靠，精度符合生產工藝需求，驗證了本系統設計的合理性。隨著智能化時代的到來，智能溫度控制系統的需求也會日益強烈，本系統具有很大的推廣應用價值及市場空間。

參考文獻

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