短波发射机冷凝器监测系统改造

国家新闻出版广电总局七二三台 梁 戈

短波发射机冷凝器监测系统改造

国家新闻出版广电总局七二三台 梁 戈

本文设计一套温度采集系统，将冷凝器的监测由风量改为温度，从而更直接的监测冷凝器的工作状态，保证发射机的热量能够有效的排放出去。

单片机；ds18b20温度芯片；IIC通信

一、引言

在100KW短波发射机中，冷凝器负责将发射机工作产生的热量排出到外界，是机器保持恒温的主要设备。改造前的冷凝器由胶皮管引出部分风量，该部分风量冲击微动开关，使得温度开关的附属接点动作，动作后输出一个高电平信号给控制系统，来确认冷凝器在工作。

这样的设计有不合理的地方，因为发射机在冷却水的温度过高时停止工作，而冷凝器作为降温散热设备，只是采集他的风量信号而不是其温度，这属于间接测量，有隐患。同时改造前的采集信号只在发射机面板上显示，而没有在控制室显示，不利于值班员随时掌握冷凝器状态。基于以上原因，我机房部门对原系统进行改造。

二、硬件原理及电路

本方案使用51单片机和ds18b20温度芯片作为主要元件，再配以报警器，LCM液晶屏，完成硬件电路，具体电路图如下：

图1 硬件原理图

在上图中，控制芯片选择STC89C52RC型单片机，测温芯片是ds18b20芯片，显示设备是LCD1602液晶屏，串口通讯为RS232芯片和外部设备传递信息。STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K字节系统可编程Flash存储器。在本方案中，需要用到它的串口通信，P0口和LCM相连作为显示屏的数据信号接口。另外还要有晶振电路，复位电路，程序指示灯电路。

DS18B20是常用的温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。它的内部具有AD转换功能，直接将模拟温度信号转换成数字量再送给外部的控制器。不需要设计者额外设计模数转换电路和程序。而且数字量在传输过程中不受外部环境的干扰，误差很小。在本方案中，将它贴在冷凝器的进水管管壁上，一次来监测冷凝器水温。

IIC通讯协议是DS18B20芯片和单片机的通讯协议，使用这种协议的优点是只要3根线就可以，一根5伏电源线，一根地线，一根数据线。通过串行数据（SDA）线和串行时钟 （SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL；每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主机接收器；串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s；连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF限制。

三、软件设计

本方案的程序设计包括：IIC通信协议，DS18B20的驱动程序，LCM驱动程序和显示程序。重点代码如下：

1、这是DS18B20芯片测温的子函数，在程序主函数中调用该函数就可以得到温度数据。

void tmpchange(void) //DS18B20 begin change

{ dsreset(); delay2(1);

tmpwritebyte(0xcc); // address all drivers on bus

tmpwritebyte(0x44); // initiates a single temperature conversion}

uint tmp() //get the temperature

{

fl oat tt;uchar a,b; dsreset(); delay2(1); tmpwritebyte(0xcc);

tmpwritebyte(0xbe); a=tmpread(); b=tmpread();

temp=b; temp〈〈=8; //two byte compose a int variable

temp=temp|a; tt=temp*0.0625; temp=tt*10+0.5; return temp;}

2、下面是IIC协议的底层程序，完成相关总线的设置和读写操作。

void dsreset(void) //send reset and initialization command

{ uint i; DS=0; i=103;

while(i>0)i--; DS=1; i=4; while(i>0)i--;}

bit tmpreadbit(void) //read a bit

{ uint i; bit dat;

DS=0;i++; //i++ for delay

DS=1;i++;i++; dat=DS; i=8;while(i>0)i--; return (dat); }

四、结语

本方案使用STC89C52RC单片机和DS18B20温度芯片为主要元件，设计了一款可靠的测温系统，该系统用在冷凝器温度检测上，对原检测手段是一次重大的升级改造。使得工作人员能够实时可靠有效的掌握水温高低，进而对发射机的工作状态进行调整，以保护发射机正常工作，提高使用寿命。