广播电视发射机机箱内部温度监控系统研究

2017-12-30张曙光黑龙江省新闻出版广电局803台黑龙江150300

数码设计 2017年15期

张曙光(黑龙江省新闻出版广电局803台黑龙江 150300)

该系统可以实时显示机箱内主要部件的温度，并根据事先设置温度上下限警戒值报警。而且能够对检测到的温度数据进行修正，提高测量的精度。同时，可将测得的温度数据通过远程通讯实时传输到值班员操作台的PC机上，绘制出温度变化的曲线。这种设计有利于及时发现和解决问题，并可以开发出一种简洁易懂、形象直观、具有人性化的监测界面。20001 个脉冲) 故设计者可以采用从正向积分开始计数脉冲个数，到反向积分为零时停止计数，将计数的脉冲个数减10000，既得到对应的模拟量。

1． 3 单片机89C51。89C51 是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8 位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100 次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS － 51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51 是一种高效微控制器，89C2051 是它的一种精简版本。89C 系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。1．

4 多路模拟开关。CD4051 是单8 通道数字控制模拟电子开关，有A、B 和C 三个二进制控制输入端以及INH 共4 个输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4． 5 ～ 20V 的数字信号可控制峰值至20V的模拟信号。例如，若VDD = + 5V，VSS = 0，VEE = － 13． 5V，则0 ～ 5V的数字信号可控制－ 13． 5 ～ 4． 5V 的模拟信号。这些开关电路在整个VDD － VSS 和VDD － VEE 电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当INH 输入端=“1”时，所有的通道截止。只有当INH = 0 时，三位二进制信号才可以选通8 通道中的一个通道，连接该输入端至输出。其中VEE 可以接负电压，也可以接地。当输入电压有负值时，VEE 必须接负电压，其他时候可以接地。·14·

1 监测系统的构成及主要元器件介绍

基于单片机的数据采集系统一般由以下基本模块组成:信号采集模块、A/D转换及数据处理模块、单片机、显示模块、控制模块。下面将对检测系统中使用的部分元器件进行简单的介绍。

1．1 信号采集模块。信号采集模块用来采集原始的模拟数据，通常都用传感器作为该部分的核心部件。PT100是一种集成温度传感器，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138．5欧姆。且成本低廉，使用方便，不需要辅助电路的支持，具有较强的抗干扰能力。

1．2 A/D转换及数据处理模块。ICL7135具有精度高(相当于14位A/D转换)，价格低的优点，其转换速度与时钟频率相关，每个转换周期均有;自校准(调零)，正向积分(被测模拟电压积分)，反向积分(基准电压积分)和过零检测四个阶段组成，其中自校准时间为10001个脉冲，正向积分时间为10000个脉冲，反向积分直至电压到零为止(最大不超过

1．5时钟芯片。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据，DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。

2 监测系统的硬件电路连接及工作原理说明

在广播发射机内部将16路温度传感器分别置于检测部位，各点温度由PT100温度传感器检测后，并经屏蔽线传到多路模拟开关。2个CD405l模拟开关对应控制16路采样过来的每一个温度信号，经模拟开关切换后，经放大器放大，再由A/D转换器转换成数字信号。单片机读取转换后的数字信号进行必要的处理。将结果记录保存到内存RAM中，在进行数据处理的同时将当前的温度结果直接通过串口传送至上位机。可以直接在上位机端观察到被测点的温度及其的变化曲线，并根据曲线作进一步的分析和处理。