基于TMS320F2812的分布式温度采集记录仪的设计与实

基于TMS320F2812的分布式温度采集记录仪的设计与实现

 

　　随着现代信息技术的飞速发展，分布式温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演了一个越来越重要的角色。因此，对温度采集控制系统的设计与研究就具有十分重要的意义。

 

　　系统总体设计方案TMS320F2812是TI公司推出的150MHz高速处理能力的高精度定点数字信号控制器。本设计采用TMS320F2812作为数据处理与控制单元，以Maxim公司的单线数字温度计DS28EA00为基础，通过DSP控制温度传感器顺序采集各个测量点的温度，经处理送LED显示并暂存到外扩RAM中，当满足特定的要求时，将数据存储到U盘或SD卡以便于以后分析处理。温度采集记录仪的硬件电路主要包含6个部分：DS28EA00温度测量模块、USB接口模块、SD卡接口模块、外扩RAM模块、LED显示模块和TMS320F2812数字信号处理模块，　　DS28EA00是业界首款具有链路功能的1-Wire数字温度传感器，具有9位(0.5℃)～12位(1/16℃)分辨率，且带有可由用户编程设置的非易失(NV)性温度上、下限报警触发点，报警搜索命令能够快速确定温度超出设定范围的器件。每个DS28EA00都具有工厂预先刻度的唯一64位序列号，只需一根数据线和地线就可通过1-Wire协议完成串行传输数据，支持15.3kb/s的标准通信速率和125kb/s(最大值)的高速通信速率。经改进的1-Wire接口具有滞回和干扰滤波特性功能，使得DS28EA00能够在大的1-Wire网络中可靠工作。并且，与其他1-Wire温度计不同，DS28EA00具有两个额外的引脚用以执行顺序检测功能。该特性允许用户将器件在链路中的物理位置与序列号对应，如用来测量贮存塔不同高度处的温度。DS28EA00的供电和数据通信都是借助这条1-Wire线完成的。

　　DS28EA00内部包括三个主要数据部分：(1)64位序列号，(2)64位暂存器，(3)报警和配置寄存器。所有1-Wire系统都有一个重要的基本特性：每个从机都有一个唯一、不能更改(ROM)的64位、工厂激光刻制序列号(ID)，这个序列号永远不会与另一个器件重复。1-WireROMFunctionControl(1-WireROM功能控制)单元处理ROM功能命令，允许器件可以工作在一个多点网络环境中。DeviceFunctionControl(器件功能控制)单元用于实现对器件的特定操作和控制，如实现读/写、温度转换、设置顺序检测的链路状态。8bitCRC生成器在读取温度和寄存器数据时协助主机检验数据完整性。DSP通过GPIO口与DS28EA00的1-Wire总线接口相连进行通信，如图2所示。

　SD卡接口模块目前市场上已出现了容量高达GB容量的SD卡，可以通过SPI口或并行(SD)接口与主机通信，另外还提供额外的引脚用来检测卡的存在以及是否写保护。在SPI总线模式下，CS为主控制器向卡发送的片选信号，SCLK为主控制器向卡发送的时钟信号，DI(DataIn)为主控制器向卡发送的单向数据信号，为卡向主控制器发送的单向数据信号。若想更高速的通信则选择SD模式通信，可以采用GPIO接口满足特定的SD规范。

　　系统软件设计系统软件设计是本文的重点，主要包括三部分内容：DSP与DS28EA00的通信、DSP与SD卡的通信，DSP与USB设备的通信。

　　DSP与DS28EA00的通信DS28EA00需要严格的通信协议确保数据的完整性，该协议在一根线上定义了四种类型的信号：由复位脉冲和在线应答脉冲组成的复位序列、写0、写1、读数据。DS28EA00能以标准速率或高速两种不同的速率进行通信，且所有波形均采用快速定时。DSP通过1-Wire端口访问DS28EA00的操作流程如下。

 

　　北京首矽致芯科技有限公司

　　技术支持：010-57436216 15313166209 Q Q：1002668449 

　　联系 Q Q：1002668449 

　　联系邮箱：1002668449@qq.com

　　传真： 010--89146454

　　地址：北京市昌平区北清路1号珠江摩尔国际中心6号楼1单元1105  邮编：10220