粮仓温度巡检系统的设计

粮仓温度巡检系统的设计内容摘要：

ADC 4 / P 1 . 4MISO / ADC 6 / P 1 . 6MOSI / ADC 5 / P 1 . 5RxD 2 / ECI / ADC 2 / P 1 . 2INT / RxD / P 3 . 0VccGNDXTAL 1XTAL 2RD / P 3 . 7WR / P 3 . 6CLKOUT 1 / INT / T 1 / P 3 . 5CLKOUT 0 / INT / T 0 / P 3 . 4INT 1 / P 3 . 3TxD / P 3 . 1TxD 2 / CPP 0 / ADC 3 / P 1 . 3P 2 . 1 / A 9P 0 . 0P 0 . 1P 2 . 2 / A 10P 2 . 3 / A 11P 2 . 4 / A 12P 2 . 5 / A 13P 2 . 6 / A 14P 2 . 7 / A 15NA / P 4 . 4ALE / P 4 . 5EX _ LVD / P 4 . 6 / RST 2P 0 . 7P 0 . 6P 0 . 5P 0 . 4P 0 . 3P 0 . 2P 2 . 0 / A 813637201918171615141312383940111098765432262728293031323334352122232425第 三 章 主要器件介绍 6 表 31 STC12C5A60S2 引脚介绍 引脚 名称 引脚功能概述 1 CLKOUT2/ADC0/ ： 标准 I/O口 PORT1[0]PORT1[7]； ADC0ADC7： 输入通道0 至 7 CLKOUT2:独立波特率发生器的时钟输出可通过设置 WAKE_CLKO[2]位/BRTCLKO 将该管脚配 置为 CLKOUT2 2 ADC1/ 3 RxD2/ECI/ADC2/ ECI： PCA计数器的外部脉冲输入脚； RxD2： 第二串口数据接收端 4 TxD2/CPP0/ADC3/P1.3 CCP0： 外部信号捕获 (频率测量或当外部中断使用 )、高速脉冲输出及脉宽调制输出； TxD2： 第二串口数据发送端 5 SS/CPPI/ADC4/ CCP1： 外部信号捕获 (频率测量或当外部中断使用）、高速脉冲输出及脉宽调制输出； SS： SPI 同步串行接口的从机选择信号 6 MOSI/ADC5/ MOSI： SPI 同步串行接口的主出从入 (主器件的输出和从器件的输入 ) 7 MISO/ADC6/ MISO： SPI 同步串行接口的主入从出 (主器件的输入和从器件的输出 ) 8 SCLK/ADC7/ SCLK： SPI 同步串行接口的时钟信号 9 ： 标准 I/O 口 PORT4[7]； RST： 复位脚 10 INT/RxD/ ： 标准 I/O口 PORT3[0]PORT[7]； RxD： 串口 1 数据接收端 11 TxD/ TxD： 串口 1 数据发送端 12 INT0/ INT0： 外部中断 0,下降沿中断或低电平中断 13 INT1/ INT1： 外部中断 1,下降沿中断或低电平中断 14 CLKOUT0/INT/T0/P3.4 T0： 定时器 /计数器 0 的外部输入； INT： 定时器 0 下降沿中断； CLKOUT0： 定时器 /计数器 0 的时钟第 三 章 主要器件介绍 7 输出可通过设 WAKE_CLKO[0]位/T0CLKO 将该管脚配置为 CLKOUT0 15 CLKOUT1/INT/T1/P3.5 T1： 定时器 /计数器 1 的外部 输入； INT： 定时器 1 下降沿中断 CLKOUT1： 定时器 /计数器 1 的时钟输出可通过设 WAKE_CLKO[1]位/T1CLKO 将该管脚配置为 CLKOUT1 16 WR/ WR 外部数据存储器写脉冲 17 RD/ RD 外部数据存储器读脉冲 18 XTAL2 内部时钟电路反相放大器输入端，接外部晶振的一个引脚。 当直接使用外部时钟源时，此引脚是外部时钟源的输入端。 19 XTAL1 内部时钟电路反相放大器的输出端，接外部晶振的另一端。 当直接使用外部时钟源时，此引脚可 浮空，此时 XTAL2 实际将 XTAL1 输入的时钟进行输出。 20 Gnd 接地 2128 P2 口内部有上拉电阻，既可作为输入 /输出口，也可作为高8 位地址总线使用 (A8 ~ A15)。 当 P2 口作为输入 /输出口时，P2 是一个 8 位准双向口。 29 NA/ ：标准 I/O 口 PORT4[4]PORT[6] 30 ALE/ ALE:地址锁存允许 31 EX_LVD/:外部低压检测中断 /比较器。 RST2:第二复位功能脚 3239 P0 : P0 口既可作为输入 /输出口，也可作为地址 /数据复用总线使用。 当 P0 口作为输入 /输出 口时， P0 是一个 8 位准双向口，内部有弱上拉电阻，无需外接上拉电阻。 当 P0 作为地址 /数据复 用总线使用时，是低 8位地址线 [A0~A7]， 数据线的 [D0~D7]。 40 Vcc 电源 第 三 章 主要器件介绍 8 数据收发器 MAX487 芯片总体介绍 本设计的数据收发器采用美信公司的 MAX487 芯片。 美信（ MAXIM）公司 于1983 年在 美国的加利福利亚洲 创办。 MAX487 是 一款低功率收发器， 用于 RS485总线 通信， 每个 MAX487都带有驱动器和 接收器。 MAX487 可以 实现最高 250kbps的无差错数据传输。 芯片管脚介绍 MAX487 的双列直插式封装图： 图 32 MAX487 引脚图 表 32 MAX487 引脚功能 引脚 名称 引脚功能 1 RO 接收器的输出。 （当 A 大于 B 200mV 时， RO 为高电平； 否则相反 ） 2 RE 接收器的输出使能。 （当 RE 为低电平时， RO 有效；当 RE 为高电平时， RO 处于 高阻状态） 3 DE 驱动器的输出使能。 （当 DE 为高电平时，驱动器 输出 Y 和驱动器输出 Z 有效；当 DE 为低电平时，驱动器输出处于 高阻状态。 当驱动器输出有效时，器件被用作先驱动器。 而高阻状态下，若 RE为低电平，则器件被用作先接受器。 ） 4 DI 驱动器输入。 （ DI 上的低电平强制输出 Y 为低电平，而 输出 Z 为高电平。 DI上的高电平强制输出 Y为高电平，而输出 Z为低电平。 ） 5 GND 接地。 6 A 接收器同相输入端和驱动的器同相输出端。 7 B 接收器反相输入端和驱动器的反相输出端。 8 Vcc 正电源。 工作电压： ≤ VCC≤ RDRODIDEREGNDABVcc1 8765432第 三 章 主要器件介绍 9 数据收发器 SP3232E SP3232E 管脚介绍 Sipex 是一家 集 设计、生成和销售 的 半导体公司。 图 33 SP3232E 引脚图 表 33 SP3232E 引脚功能介绍 引脚 名称 引脚功能介绍 1 C1+ 倍压电荷 泵电容的正极 2 V+ 电荷泵产生的 + 电容 3 C1 倍压电荷泵电容的负极 4 C2+ 反相电荷泵电容的正极 5 C2 反相电荷泵电容的负极 6 V 电荷泵产生的 电压 7 T2OUT RS232 驱动器输出 8 R2IN RS232 接收器输入 9 R2OUT TTL/CMOS 接收器输出 10 T2IN TTL/CMOS 驱动器输入 11 T1IN TTL/CMOS 驱动器输入 12 R1OUT TTL/CMOS 接收器输出 13 R1IN RS232 接收器输入 14 T1OUT RS232 驱动器输出 15 GND 接地 16 Vcc 工作电压为： +~+ SP 3232DIP / SOC 1 + VccGNDT 1 OUTR 1 INRIOUTT 1 INT 2 INR 2 OUTR 2 INT 2 OUTV C 2 C 2 +C 1 V +1 1615141312111098765432第 三 章 主要器件介绍 10 光电耦合器 TLP113 TLP113 是由日本东芝生产的一款小外形光电耦合器，比较适用于表面的贴装。 其引脚配置如下： 图 34 TLP113 引脚配置顶视图 脚 1和脚 3 分别为阳极和阴极。 脚 4 接地。 脚 5 为输出端，集电极开路。 脚6为工作电压，工作电压为 5V。 LM324 在 LM324的内部 有两个互不干扰的、 增益 很大的 、 可以 频率补偿 的运算放大器，适合电源电压范围大 的单 个 电源使用 , 也适用于两个 电源 一起 工作 的 模式，在 正常的工作条件下，电源电流与电源电压互不相干。 它的使用范围适用于所有通过单电源供电的 运算放大器的场合 ，就好像传感放大器、直流增益模块等等。 其引脚排列如下图所示： 图 35 LM324 引脚配置顶视图 VccGNDOUTPUT45631LM 3241914131211108765432Out 1Out 3Input 3Vee / GndInput 4Out 4Out 1Input 2VccInput 1{{{{ ++++1 432第 三 章 主要器件介绍 11 78L05 78L05 是一种三端集成稳压器 ， 固定电压 为 5V。 其 适用于很多应用场合 ，就好像说 单点稳压场合需要限制噪声和解决分布 的 问题。 除此之外， 78L05 还可以和 别的 功率转移器一起构 建 大电流的稳压电源 ，例如 可驱动输出高 值 电流的稳压器 .。 由于器件内部有着优秀 的电流限制和热关断特性 ，所以它 特别适 合运用到 过载的情况。 综上所述， 78L05 具有以下特点： 输入电压可达 3035V 输出电流可达到 100mA 不 需 要 外接元件 具有 热过载保护 功能 具有限制 短路电流 功能 有着 封装形式， 而且都是 无铅封装产品。 第 四 章 设计原理 12 第 四 章 设计原理 总体阐述 设计主要由三部分组成：下位机检测部分，总线传输部分，上位机控制部分。 下位机检测模块的职责就是对温度的检测。 该设计是通过铂电阻（ PT100）测量温度的。 每个铂电阻测量的温度通过运算放大器，把测量的变化量传送到下位机单片机。 每一个单片机通过数据总线 RS485 把测量数据传送到上位机，数据总线采用光电隔离技术。 测量的数据通过上位机软件进行整合，并显 示出来。 当温度超过合理范时，上位机发出警报，操控者通过上位机对温度进行监督。 温度测量模块 铂电阻温度传感器是利用 铂电阻随着温度升高而组织变大的 函数关系而制成的温度传感器，铂金属温度传感器是利用 PT100 的电阻和温度成一定函数关系。 采用铂金属温度传感器来检测温度的变化， 铂 电阻值会随着外界温度的 升高而变大 ， 这是因为当温度升高时，铂电阻内的物质分子结构无序地剧烈运动导致阻值升高。 这种温度跟电阻阻值的关系并非呈规律的 线性关系 ，需要通过电路的调整才能达到规律线性关系。 利用这种线性关系，可以组成温度测量电路。 这个电路设计可以把 随外界温度变化而变化的 电压信号显示出来，这样的数据还具有实时特征。