基于LabWindows／CVI多點(diǎn)無線溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：給出了一種基于C8051F020單片機(jī)實(shí)現(xiàn)無線溫度采集的系統(tǒng)方案。將AT24C16數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路、AD590溫度采集電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、無線收發(fā)模塊和C8051F020控制電路置于采集環(huán)境中，采集到的數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶需要通過無線模塊向主機(jī)發(fā)送，主機(jī)只需發(fā)送不同的控制命令，即可完成多點(diǎn)無線溫度采集，然后主機(jī)再將接收的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)給PC機(jī)，用戶在LabWindows／CVI實(shí)現(xiàn)的PC機(jī)數(shù)據(jù)處理界面下，完成系統(tǒng)操作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)很好地達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。
關(guān)鍵詞：C8051F020單片機(jī)；AD590；LabWindows／CVI；無線收發(fā)模塊

測(cè)控軟件開發(fā)平臺(tái)Labwindows／CVI虛擬儀器在對(duì)數(shù)據(jù)采集、處理和分析方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了一種基于C8051F020的溫度采集卡和LabWindows／CVI虛擬儀器的多點(diǎn)無線溫度采集系統(tǒng)，闡述硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)無線溫度采集的過程。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括USB轉(zhuǎn)串口、無線收發(fā)模塊、溫度采集等；軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括用戶界面、串口通信、無線發(fā)射、接收處理等。

1 整體方案設(shè)計(jì)
從機(jī)通過溫度傳感器AD590采集環(huán)境溫度產(chǎn)生電流信號(hào)，該電流信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路完成I／V轉(zhuǎn)換，送入單片機(jī)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)將轉(zhuǎn)化得到的信息保存到AT24C16中，同時(shí)保存時(shí)鐘電路的實(shí)時(shí)時(shí)間。用戶只需簡(jiǎn)單操作上位PC機(jī)軟件界面，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，通過串口傳給主機(jī)，主機(jī)發(fā)送地址和控制指令，若與某從機(jī)的地址匹配，則返回相應(yīng)指令；若地址不匹配，則不做處理。主機(jī)收到相應(yīng)匹配應(yīng)答指令后，向從機(jī)發(fā)送溫度傳輸指令，從機(jī)收到后，將保存在AT24C16中的信息發(fā)給主機(jī)。主機(jī)則將接收到的信息由串口傳給上位PC機(jī)，用戶只需在上位機(jī)操作界面進(jìn)行操作就可以觀察到相應(yīng)區(qū)域的溫度變化情況。當(dāng)從機(jī)地址重疊，主機(jī)接收到錯(cuò)誤信息時(shí)，可通過上位機(jī)發(fā)送新地址，修改從機(jī)地址，以確保區(qū)域內(nèi)各個(gè)子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 硬件總體設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)主要由從機(jī)采集、存儲(chǔ)和發(fā)射系統(tǒng)，主機(jī)接收和處理系統(tǒng)和上位PC機(jī)操作界面三部分組成。 從機(jī)部分由AT24C16數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路、AD590溫度采集調(diào)理電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、無線模塊和C8051F020控制電路構(gòu)成；主機(jī)部分由無線接收模塊和串口轉(zhuǎn)USB電路組成；上位PC機(jī)操作界面用于方便用戶操作。系統(tǒng)總體電路(包括主機(jī)系統(tǒng)和從機(jī)系統(tǒng))設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

2．2 從機(jī)部分電路
信息儲(chǔ)存電路主要由AT24C16構(gòu)成，AT24C16是具有I2C總線接口的E2PROM，其存儲(chǔ)容量為16 KB，字節(jié)地址空間為0～2 047。AT24C16的數(shù)據(jù)輸入引腳有過濾外部擾動(dòng)信號(hào)的作用，在智能控制中廣泛用于常數(shù)、重要參數(shù)、系數(shù)參數(shù)的存放。
溫度采集部分采用AD公司的AD590單片集成兩端感溫電流源，它是利用PN結(jié)正向電流與溫度關(guān)系的原理制成的，具有良好的互換性和性能穩(wěn)定，使用方便，抗干擾能力強(qiáng)，輸出阻抗高等優(yōu)點(diǎn)。將AD590的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，處理后送給單片機(jī)A／D采樣，如圖2所示。