基于USB和LabVIEW的温度报警系统设计

迈肯思工控
发布时间:2019-11-27
O 引言
   
通用串行总线USB(Universal Serial Bus)具有较高的传输速率、支持即插即用和热插拔、易于扩展以及可靠性高、成本低、功耗低等特点,USB2.0接口的传输速率高达480Mbps,完全能满足PC机和外设进行大量数据交换的要求。
    LabVIEW是美国国家仪器公司开发的一种虚拟仪器平台,提供了丰富的数据采集、分析和存储函数以及包括RS232/485等各种仪器通信总线标准的所有功能函数,但是LabVIEW开发的虚拟仪器通常是建立在LabVIEW支持的价格昂贵的数据采集板卡之上,本文选用单片机小系统对温度进行采集。

1 系统组成及工作原理
    系统框图如图l所示,整个系统包括温度采集、温度传输和温度处理3部分,其中温度采集系统由DSl8820温度传感器组成;温度传输部分由STCl2CA052AD单片机和USB接口芯片XT8811组成;温度处理部分由LabVIEW软件构成。首先,由温度传感器DS18820将测量的具体温度数值通过串行方式直接传给单片机,然后单片机将收到的温度值经过USB接口电路送到计算机,最后,通过LabVIEW软件进行处理。

2 硬件电路设计
2.1 温度采集电路
   
采用STCl2CA052AD为主芯片,它是5l内核的单片机,并且资源更加丰富的,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍。它本身自带看门狗和ISP,可以在线编程。
    温度传感器采用美国DALLS公司推出的一线数字式智能温度传感器DSl8820,测量温度范围为一55~125℃,通过简单的编程可实现9~12位的数字值读取方式,分别在93.75ms和750ms内将温度值转化为9位和12位的数量级,对应的分辨率为0.5℃,0.25℃,0.125℃,0.0625℃,CPU只需一根端口线就可以与DSl8820通信,每个DSl8820都有一个全球唯一的64位的二进制ROM代码标志着器件的ID号,整个系统要严格按照该器件单总线协议规定的时序进行工作,具体的内容是初始化器件、识别器件和进行数据交换等。基于DS18820的温度测量装置硬件电路如图2所示。

2.2 USB转RS232接口电路
    选用XT881l芯片,该芯片的功能是USB转RS232串行接口,是单片机和PC机通信的一种非常简便的通讯方法,只用一条USB线就可以进行ISP在线编程和传输数据了。XT8811芯片符合USBl.1,兼容USB2.0规范;基于高速USB UART IC,支持RS232标准串行接口,速度75bps~6Mbps;支持信号自动交换输入输出模式。USB接口硬件电路如图3所示。

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