基于DSP的嵌入式温度检测系统设计

翟冠杰

摘要 温度检测是众多工业生产领域的重要应用技术之一，随着我国工业现代化进程的不断加深，对温度检测的要求也越来越高，不但要求可以对温度进行实时检测，还需要对其进行高精度的动态调整、控制和预警，以满足更加严格的生产条件。为此，本文设计了一种基于DSP芯片的、具备动态测量、远程控制和实时预警等功能的嵌入式智能型温度检测系统，有着较大很应用价值。

【关键词】DSP 嵌入式 温度检测

在当今的信息化时代中，物联网技术开始广泛应用于各领域，其中智慧农业和自动化生产线成为物联网的两个典型应用。本文设计了一款基于DSP的嵌入式温度检测系统，为我国农业化和工业化的不断发展提供了一定的借鉴。

1 总体方案设计

根据大部分温度检测应用场合的特点和需求，温度检测系统应具备DSP主控模块、温度检测模块、声光报警模块、液晶显示模块等等。系统开机后，温度检测模块在DSP主控模块的控制下，开始定时采集环境温度，并不断与键盘输入的预设值进行对比，一旦温度超出预设范围值，就会调用声光报警模块发出预警信号，预警信号通过无线通信模块发送到用户的移动终端或上位机中，对现场设备进行远程控制，实现了自动或手动的温度调节。系统的总体结构框图如图l所示。

2 系统硬件设计

2.1 DSP主控单元

根据温度控制的要求，本文采用了TMS320C54x系列DSP芯片作为整个系统核心控制单元，负责对整个系统的各个模块进行统一的调协与控制，并完成几乎所有的数据处理工作。TMS320C54x系列DSP由TI公司研发，是一款高性能的16位定点型高速运算芯片，由于其内部的程序总线和数据总线是相互独立的，称为增加型哈佛结构，是一种典型的DSP硬件构造。

2.2 移动终端单元

移动终端一般以智能手机为主，智能手机以GSM芯片为通信单元，本文采用了Qisda公司研发的M33G芯片，充分利用了其44引脚接口功能进行系统二次开发工作。由于该芯片本身是一种串口，但系统数据传输需要采集并口提高通信效率，因此本文采用了16C450芯片完成两种通信模式的转换，为DSP单元的高速通信提供了条件。本系统实现了远程实时短信报警，用户随时都可以通过智能手机终端接收到温度的异常变化情况。

2.3 温度检测单元

为了使系统结构最大程度地得到简化，同时保证温度检测的精度和整体性能，本文采用了当前应用最变广泛的DS18820温度传感器。该传感器由DALLAs公司推出，具有稳定性好、测量精度高、电路接线简单、组网测温方便等优点，在温度检测领域成为了领先者。本文将DS18820温度传感器与TMS320C54x DSP相连，通过3V电源供电，信号线与DSP芯片的GPIO引脚连接，实现双工通信，同时将HPI引脚配置为通用I/O接口，用于温度数据的传输。

2.4 存储单元设计

考虑到Flash存储单元的重要性，本文采用了16位AT49BV322A来搭建温度控制系统的Flash存储单元，其工作电压为3V，供电后由其自身内部的寄存器来完成程序的编写如果系统中途掉电，一次启动后程序将从上次断开位置自动继续运行。为了兼顾程序运行速度，本文将一些中间变量和局部产生的数据放在SDRAM中，以进一步提高数据存取速度。

3 系统软件设计

本文设计的基于DSP的嵌入式温度检测系统流程图如图2所示。

尽管DS18820温度传感器具有接线简单的优点，但这是以提供電路时序和电参数的精度为代价的，而这些性能上的加严可以通过软件的设计来得到一定程度上的弥补，保证温度采集的准确和高效。

4 结语

本文在给出了总体设计方案的基础上，对基于DSP的嵌入式温度检测系统进行了详细设计，并以高精尖工业应用领域为目标，对温度控制系统的智能化控制方案进行了论证，使其在主控单元运行速度、存储单元优化、数据通信传输上都得到了很大的优化。本文系统在某材料制造企业中进行了为期三个月试运行，系统运行稳定可靠，精度符合生产工艺需求，验证了本系统设计的合理性。随着智能化时代的到来，智能温度控制系统的需求也会日益强烈，本系统具有很大的推广应用价值及市场空间。

参考文献

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