SPCEA型单片机测温系统在土木工程智能测温仪中应用.docVIP

基于SPCE061A型单片机的测温系统在土木工程智能测温仪中的应用?摘要：介绍一种基于SPCE061A型单片机、DSl8B20型单线数字温度传感器、1602型液晶显示器和SPR1024型存储器的测温系统在土木工程智能测温仪中的应用。给出了其硬件及软件设计，实现了混凝土温度的测量、显示、存储与PC的数据传输。 ????关键词：单片机；SPCE061A；DSl8B20；混凝土温度测量???? ????1 引言 ????在土木工程中，许多大型的桥梁和大坝都是采用现场浇注的钢筋混凝土结构。在此类工程中混凝土浇注以后，由于水泥的水化热作用，混凝土内温度将逐渐上升，混凝土厚度的差异导致不同的温升，形成温度梯度并产生温度应力。与外力作用于结构时引起的应力不同，混凝土的温度应力是由变形引起的；混凝土的导热性能较差，浇注初期其强度和弹性模量都较低，温度变化引起的变形不明显。随着龄期的增长，混凝土的强度和弹性模量提高，对混凝土变形的约束越来越大，以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，开始出现温度裂纹。这将严重影响土木工程的质量，所以很有必要对混凝土浇注后的一段时期内的温度参数进行监测，可为其合理的浇注和养护提供可靠的数据。采用凌阳科技公司的高性能SPCE061A型单片机、美国DALLAS公司的DSl8B20型传感器、SPRl024型大容量存储器、1602型液晶显示构成一种适用于土木工程温度的智能化监测装置。???? ????2 SPCE061A的特性 ????2.1 SPCE061A简介 ????SPCE061A是凌阳科技公司生产的一款性价比很高的16位单片机，该单片机具有8路10位ADC，2路10位DAC，只需外接功率放大器(SPY0030A)即可完成语音的播放。另外，凌阳16位单片机易学易用，具有一套高效率的指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用，为软件开发提供了方便的条件。 ????SPCE061A内部还集成了1个ICE(在线仿真电路)接口，对其进行编程、仿真非常方便，而且ICE接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技公司提供的集成开发环境(μ’nSPIDE)，可以利用它对SPCE06lA进行真实的仿真；而程序的下载(烧写)也是通过该接口进行的。图1示出SPCE061A型单片机的内部结构框图。???? ????2.2 SPCE061A的特性 ????●16位μ’nSP微处理器； ????●工作电压：内核工作电压VDD为3.0V～3.6V(CPU)，I/O口的工作电压VDDH为VDD~5.5V(I/0)； ????●CPU时钟：0.32MHz~49.152MHz； ????●内置2K字SRAM； ????●内置32K闪存ROM； ????●可编程音频处理； ????●晶体振荡器； ????●系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电量小于2μA@3.6V； ????●2个16位可缩程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)； ????●2个lO位DAC(数/模转换)输出通道； ????●32位通用可编程输入/输出端口； ????●14个中断源可来自定时器A/B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒； ????●具备触键唤醒的功能； ????●使用凌阳公司的音频编码SACMl_S240方式(2.4kbit/s)，能容纳210s的语音数据； ????●锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号； ????●32768Hz实时时钟； ????●7通道10位电压模数转换器(ADC)和单通道声音模数转换器; ????●声音模数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能； ????●具备串行设备接口； ????●低电压复位(LVR)和低电压监测(LVD)功能； ????●内置在线仿真(ICE，In-CircuitEmulator)接口。???? ????3 系统硬件设计 ????该系统是由一个SPCE061A精简开发板(61板)、DSl8B20型l-Wire数字温度传感器、SPRl024型128Kx8bitFlash、1602型液晶显示器和外扩UART串口电平转换电路组成，可以实现温度的测量、显示、存储与PC通信等功能。此系统以SPCE061A为核心，其硬件结构框图如图2所示，SPCE06lA与其他器件的连接如图3所示。???? ????4 系统软件的设计 ????4.1 主程序的设计 ????主程序流程如图4所示。主函数比较简单，在程序开始后将系统时钟调到24.576MHz，程序中控制1602型液晶显示器与DSl8B20需要严格的读写控制时序，其中软件延时就是按照这个时钟计算的。然后初始化I/O端口，打开